Giáo trình về Công nghệ môi trường

Chia sẻ: Cảnh Đặng Xuân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST

Báo xấu

148
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình công nghệ môi trường trình bày nội dung các chương học sau: Chương 3 Công nghệ xử lý chất thải gây ô nhiễm không khí; Chương 4 Công nghệ xử lý nước và nước thải; Chương 5 Công nghệ xử lý chất thải rắn và chất thải nguy hại; Chương 6 Đánh giá công nghệ môi trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình về Công nghệ môi trường

Giáo trình Công nghệ môi trường 1
CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ • I. Các chất gây ô nhiễm không khí • 1. Chất ô nhiễm dạng hạt • - Bụi là những thành phần nhỏ, rắn hoặc lỏng phân tán trong pha khí • - Kích thước: D = 0,002m  500 m 1 m = 10-6m • - Thời gian tồn tại: vài giây tới vài tháng phụ thuộc vào tốc độ lắng cặn của bụi sinh ra do tự nhiên hay nhân tạo • - Số lượng bụi trong không khí: vài trăm phân tử/ cm3  100.000 phân tử/cm3 cùng thành phần lớn: 60 m  2000 m Các loại bụi: • + Bụi Silicat + Bụi than • + Bụi kim loại nặng và hợp chất của nó • + Bụi canxicacbonat + Bụi công nghiệp đặc biệt - Các đặc trưng của bụi • + Kích thước và mật độ phân bố theo kích thước bụi d (m) % phân bố 40 2,02 • 2. Chất ô nhiễm dạng khí 2
• - Các chất ô nhiếm hữu cơ:hơi dung môi, hơi các HCBVTV,hữu cơ, CFC….. • - Các chất ô nhiếm vô cơ: SO2, NOx, NH3, CO2,, CO, N2O…. • - Hơi kim loại nặng : Hơi Hg, Pb, Cd, Zn…. • II. Nguyên tắc xử lý • 1. Nguyên tắc: Thu gom khí ô nhiễm từ các công đoạn sản xuất đưa về hệ thống xử lý 2. Thu gom khí • 3. Làm nguội khí • Sử dụng các thiết bị trao đổi nhiệt: có tiếp xúc hoặc không có tiếp xúc • * Thiết bị trao đổi nhiệt khô: thiết bị ống trùm, nước đi ngoài ống trùm, khí nóng đi trong ống • III. Xử lý bụi • 1. Nguyên tắc: tách bụi khỏi dòng khí nhờ các phương pháp: • - Phương pháp khô (lắng trọng lưc, lắng li tâm, quán tính) • - Lọc bằng vật liệu, tách bụi bằng tĩnh điện • - Phương pháp ướt (rửa khí bằng tháp rỗng, tháp đệm, quay, ventury • 2. Xử lý bụi bằng phương pháp trọng lực • Làm bụi lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực • Khi dòng khí chứa bụi chuyển động ngang, nếu có sự thay đổi đột ngột về tiết diện chuyển động thì tốc độ dòng khí sẽ thay đôi, dưới tác dụng của trọng lực hạt bụi lắng xuống, tách khỏi dòng khí • - Hiệu suất: = 1 – exp( ) • - Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, đầu tư thấp, giá thành thấp, tổn thất áp suất thấp • - Nhược điểm: cơ cấu cồng kềnh, chiếm nhiều không gian, chỉ có khả năng tách bụi tương đối lớn • - Phạm vi ứng dụng: tách sơ bộ những bụi có đường kính tương đối trước khi vào các thiết bị tách bụi bậc cao 3
• - Có buồng lắng sơ bộ, buồng lắng nhiều tầng • - Buồng lắng có vách ngăn: hạt bụi va đạp vào vách ngăn rơi xuống • 3. Xử lý bụi bằng quán tính • - Nguyên tắc: thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí, bụi có quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình, va đập vào các vật cản được giữ lại trong thiết bị, rơi xuống đáy thiết bị • Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu ventury • Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màng chắn uốn cong • Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu “lá sách” cấu tạo của Stairmand • Ưu điểm:Cấu tạođơn giản, dễ vận hành, thiết bị gọn nhẹ, tổn thất áp suất nhỏ • Nhược điểm: Chỉ có k/n tách những hạt bụi lớn, lưu lượng khí không lớn • Ứng dụng: tách bụi có kích thước lớn trước khi đi vào hệ thống tiếp theo • Một số thiết bị áp dụng PP quán tính • Các phương pháp xử lý bụi A. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu Venturi Nguyên lý hoạt động Khi dòng chảy của khí bị thu hẹp tiết diện thì bụi sẽ ép sát vào thành vật cản và lọt vào các khe 2 để rơi vào bẫy bụi 3. Tại đây dòng khí sẽ bị hất ngược trở lên rồi thoát ra ngoài, còn bụi trong bẫy 3 thì rơi xuống phễu chứa bụi của thiết bị. B. Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màn chắn uốn cong a- Cấu tạo b-Nguyên lý hoạt động Dòng khí đi qua khe hở giữa các tấm chắn của dãy trước sẽ bị chặn lại bởi các tấm chắn của dãy đứng sau và do đó nó sẽ thay đổi hướng chuyển động theo các gờ hình vòng cung của tấm chắn để đi tiếp đến các dãy tấm chắn tiếp theo. Trong quá trình thay đổi hướng chuyển động, bụi sẽ bị giữ lại trong lòng máng và rơi xuống phễu chứa bụi của thiết bị. 4
Phương pháp quán tính Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu “lá sách” cấu tạo của Stairmand b- Nguyên lý hoạt động Sử dụng các tấm chắn đặt song song nhau và chéo góc với hướng chuyển động ban đầu của dòng khí, tương tự như các tấm hướng dòng. Nhờ thay đổi hướng chuyển động của dòng khí một cách đột ngột, bụi sẽ được dồn lại ở ống thoát và được xả vào thùng chứa cùng với khoảng 10% lưu lượng khí thải. c- Ưu điểm Tổn thất áp suất rất nhỏ d- Ứng dụng Thường sử dụng như một cấp lọc thô đặt trước các cấp lọc tinh khác như xiclon, ống lọc túi vải,… C. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính kết hợp với thùng lắng bụi b- Nguyên lý hoạt động Khí chứa bụi đi vào thiết bị qua bộ phận cản bụi gồm sàng chắn bụi 3 và ghi lá sách 4. Sàng chắn bụi gồm những thanh tròn xếp kề nhau với khe hở nhất định để khí sạch đi vào mương 2 và thoát ra ngoài, còn bụi bị giữ lại ở bên dưới. Ở cuối bộ phận cản bụi, dòng khí đậm đặcc bụi đi vào thùng lắng và hình thành 1 dòng tuần hoàn đi qua ghi lá sách 4 để nhập lại vào dòng khí chính. Bụi trong dòng tuần hoàn nhờ lực quán tính và trọng lực rơi xuống phễu chứa 5. c- Ứng dụng Áp dụng khá phổ biến để lọc tro trong khí thải lò hơi. 4. Phương pháp ly tâm - Nguyên tắc: Bụi tách ra khỏi dòng khí chứa bụi nhờ tác dụng của lực ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, khí đi vào ống theo phương tiếp tuyến, tạo thành vòng tròn xoắn ốc, bụi va đập vào thành ống lắng xuống, khi đi ra - Ưu điểm: Giá thành đầu tư thấp, cấu tạo đơn giản dễ vận hành, chiếm ít diện tích xây dựng (có thể tận dụng các góc cạnh nơi sản xuất), không có bộ phận chuyển động, có thể cấu tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau, làm việc liên tục, chi phí sửa chữa, bảo dưỡng thấp - Nhược điểm: Dễ bị bào mòn, không thích hợp với bụi có d < 5 5
- Phạm vi áp dụng: để thu hồi bụi trong công nghiệp hoá chất, xi măng, gốm sứ, luyện kim; Sử dụng để lọc bụi thô trước khi vào các thiết bị lọc bụi tinh Chú ý: Đường kính xyclon càng nhỏ  khả năng tách được hạt bụi đường kính nhỏ càng cao  Các xyclon được chế tạo D < 1m Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng (xiclon) Ưu điểm: - Giá thành đầu tư thấp – Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành – Chiếm ít diện tích xây dựng – Không có bộ phận chuyển động – Có thể chế tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất làm việc cũng như khả năng ăn mòn của dòng khí. – Có thể làm việc liên tục – Chi phí sửa chữa, bảo dưỡng thấp – Thích hợp với bụi có d
* Chú ý: - Vật liệu lọc là yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất xử lý (khả năng tách bụi) - Vật liệu lọc phải có kích thước lỗ nhỏ, độ bền cao, rẻ tiền, dễ kiếm (thường dùng: vải, sơ sợi, hạt cứng, dầu...) b) Thiết bị lọc bụi bằng túi (làm việc gián đoạn) Hốn hợp khí chứa bụi qua túi, ban đầu bụi lắng trên lớp vải tạo thành lớp bụi mỏng có vai trò như 1 lớp lọc có hiệu suất tách bụi cao hơn. Khi lớp bụi dày người ta dùng 1 cơ cấu rung rũ bụi. Bụi bong ra nhưng vẫn còn 1 phần ở các sợi tạo màng lọc đảm bảo hiệu suất lọc tiếp theo - Vật liệu làm túi: len, bông, sợi thuỷ tinh được lồng bằng các khuy thép giữ cho cố định. - Chiều dài > 5 lần chiều rộng của túi (lọc tay áo). Đây là thiết bị làm việc gián đoạn, rất phổ biến Ưu điểm: Tách được những hạt bụi rất nhỏ (5 m  0,5m) theo vật liệu; có thể xử lý khí lưu lượng lớn, gọn nhẹ, vật liệu bằng vải dễ tìm Nhược điểm: Tiêu thụ năng lượng lớn; Khó kiểm soát khả năng thủng túi; Để làm việc ở nhiệt độ cao, đòi hỏi túi vải phải có chất lượng phù hợp  giá thành đắt - Úng dụng: trong các nhà máy xi măng, nhiệt điện, bột giặt... . Lọc dạng hạt – Thiết bị lọc gồm các hạt hình cầu hoặc hình dạng khác nhau chất đống (cát, phoi bào…) Ưu điểm: - Vật liệu lọc rẻ tiền, dễ kiếm - Có thể làm việc ở nhiệt độ cao và môi trường độc hại, chịu được ăn mòn, va đập lớn và nhiệt độ tăng đột ngột. Nhược điểm: - Hiệu suất lọc không cao đối với tập hợp bụi nhỏ - Không hoàn nguyên được vật liệu lọc Ứng dụng : - Xử lý bụi có tính ăn mòn cao, nhiệt độ cao. d. Lọc bằng dầu 7
Nguyên tắc – Dùng những bộ lọc dạng lưới, lưới này có uốn sóng và được tẩm dầu. Khí có bụi đi qua, bụi khô sẽ bám dính vào dầu và được giữ lại. Khí sạch đi ra. – Khi cần lọc một lượng khí lớn có thể lắp nhiều tấm lọc lại với nhau trên khung phẳng hoặc không gian nhằm đảm bảo được bề mặt lọc lớn nhất. – Sau một thời gian sử dụng, khi bụi đã bám nhiều làm cho sức cản khí động của lưới lọc tăng quá mức cho phép, cần làm sạch lưới lọc bằng cách rửa trong nước xà phòng, phun nước áp lực cao hoặc hút bụi. Sau đó làm khô và tầm dầu mới để dùng tiếp d) Thiết bị lọc bụi bằng sơ sợi – Bố trí sơ sợi trên bề mặt lọc dưới dạng tấm mỏng phẳng – Vật liệu lọc là bông, vải hoặc sợi tổng hợp, sợi bông thạch anh, sợi benzen, sợi kim loại – Vật liệu có tính bền với hợp chất Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, hiệu suất tách bụi cao Nhược điểm: tổn thất áp suất lớn, không hoàn nguyên được vật liệu lọc Ứng dụng: Trong các phòng làm việc, phương tiện phát bụi cá nhân – Lọc bụi có nhiệt độ cao, hàm lượng bụi nhỏ 6. Phương pháp tách bụi bằng lực tĩnh điện (Là thiết bị lọc bụi điển hình) Nguyên tắc: dòng khí chứa bụi đưa vào trường tĩnh, dưới tác dụng của điện trường những hạt bụi được tích điện và chuyển động về cực trái dấu trung hòa và lắng tại đó. Tại điện cực quầng cường độ điện lớn, ion hoá các bụi xung quanh Tại điện cực lắng trái dấu với điện cực quầng: bụi sẽ lắng ở điện cực quầng Ưu điểm: Tách bụi kích thước nhỏ, bụi ẩm; làm việc với dòng khí thải nhiệt độ cao Nhược điểm: Thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích; chứa vật liệu có khả năng cháy nổ 8
Ứng dụng: trong các nhà máy lưu lượng lớn, hạt bụi kích thước nhỏ, độ ẩm cao Lưu ý:+ Hiệu suất phụ thuộc vào nhiều yếu tố + bụi có điện trở lớn hoặc quá nhỏ đều không thích hợp để xử lý + Hiệu suất tách phụ thuộc vào vận tốc hạt bụi từ điện cực quầng về điện cực lắng + Thường sử dụng điện cực quầng là điện cực (-), điện cực lắng là điện cực (+) vì tốc độ di chuyển của các hạt bụi nhiễm điện (-) lớn hơn nhiều tốc độ di chuyển của các hạt bụi nhiễm điện (+) C. Ưu nhược điểm của PP lọc tĩnh điện • Hiệu suất tách bụi cao (khoảng 99%), tách được bụi nhỏ • Hoạt động được với khí thải có nhiệt độ cao (
 Tháp làm mát Tháp làm mát tự nhiên Tháp làm mát cưỡng bức  Cải thiện thông khí trong khu vực sản xuất  Phát triển trồng cây xanh Kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn Một số giải pháp được áp dụng: – Áp dụng biện pháp giảm thiểu tại nguồn: thiết kế và chế tạo các bộ phận giảm âm và ứng dụng chúng trong động cơ máy bay, xe vận tải, xe khách, moto, máy móc cơ khí – Cải tiến thiết kế máy và quy trình vận hành máy, kiểm soát chấn động, tăng cường bọc nguồn âm bằng vật liệu hút âm – Hạn chế tiếng ồn do xe cộ bằng cách quy hoạch tổ chức các đường giao thông hợp lý – Thiết lập khu công nghiệp tập trung, tăng cường vành đai ngăn tiếng ồn ở xung quanh khu vực, trường học và bệnh viện. – Thiết kế cách âm để làm cho tiếng ồn không xuyên qua kết cấu bao che trong phòng. – Giảm cường độ giao thông trong vùng được yên tĩnh – Khuyến khích công nhân s/d dụng cụ chống ồn như nút tai, bao tai – Giáo dục nhân nhân bằng phương pháp truyền thông, phim ảnh về chống ô nhiễm tiếng ồn.. – Kiểm soát tiếng ồn trong nhà – Bố trí công trình xa nguồn ồn trong điều kiện có thể – Bố trí cây xanh xung quanh nhà để hút âm – Bố trí các phòng phụ như hành lang, bếp… ở phía gần tiếng ồn, các phòng ngủ, phòng làm việc ở phía yên tĩnh – Tường, sàn và trần phòng tắm dùng kết cấu cách âm tốt • IV. Xử lý ô nhiễm dạng khí 10
1. Xử lý trong quá trình sản xuất • - Thay nhiên nguyên liệu ít gây ô nhiễm • - Tách chất gây ô nhiễm khỏi nguyên liệu Tách S khỏi than Tách Cd khỏi quặng Zn-Cd • - Sử dụng tài nguyên sạch (công nghệ sạch: công nghệ ít, không chất thải) • - Thay thế, cải tiến thiết bị, làm kín quá trình sản xuất • - Thu gom khí thải  xử lý • - Kiểm soát quy trình sản xuất, phòng sự có rủi ro 2. Các phương pháp xử lý ô nhiễm • a. Yêu cầu • - Chú ý tới đặc điểm và tính chất của hỗn hợp khí cần xử lý khí cần xử lý: tính chất hoá học, vật lý, khả năng hoà tan, khả năng bay hơi • Yêu cầu của quy trình công nghệ: dòng khí thải phát sinh liên tục hay gián đoạn, lưu lượng khí cần xử lý, hàm lượng các chất ô nhiễm sau khi xử lý • - Yêu cầu chi phí cho hệ thống xử lý, chi phí vận hành, diện tích, giá thành thiết bị • b. Phương pháp hấp thụ trong xử lý khí • * Nguyên tắc: khí ô nhiễm được tách khỏi hỗn hợp khí bằng cách hoà tan hoặc tham gia phản ứng hoá học • * Đặc điểm: nồng độ khí hấp thụ nhỏ, nhiệt độ hấp thụ không lớn, dung dịch hấp thụ có thể sử dụng nhiều lần • * Yêu cầu lựa chọn dung dịch hấp thụ: • - Có tính hoà tan chọn lọc, chỉ hấp thụ tốt nhất chất ô nhiễm cần xử lý, độ nhớt nhỏ, nhiệt dung bé, nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt độ hỗn hợp khí vào • - Không tạo kết tủa, ít bay hơi, có thể hoàn nguyên, rẻ tiền, dễ kiếm • - Không độc, không ăn mòn • * Thiết bị hấp thụ Yêu cầu: khả năng tiếp xúc giữa khí thải và dung dịch hấp thụ là tốt nhất 11
- Tháp hấp thụ rỗng (hình vẽ) - Tháp đệm: tăng tiết diện tiếp xúc giữa khí và dung dịch hấp thụ - Tháp phun - Ventury - * Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp hấp thụ * Ưu điểm Có khả năng hấp thụ tốt dung dịch hấp thụ, đặc biệt là khí axit được hấp thụ bởi dung dịch mang tính kiềm Vận hành tương đối đơn giản, chi phí thấp nếu dung dịch hấp thụ rẻ tiền * Nhược điểm Phát sinh nước thải chứa ô nhiễm cần xử lý  tốn chi phí xử lý Một số khí ăn mòn phải sử dụng thiết bị chống ăn mòn * Ứng dụng: Sử dụng trong công nghệ hoá chất, nhiệt điện, thực phẩm Xử lý SO2, NOx, HF, NH3 Chú ý: lựa chọn dung dịch hấp thụ có khả năng hoàn nguyên có thể thus au quá trình xử lý. Nguyên tắc lựa chọn dung dịch hấp thụ: với các khí mang tính oxit axit  chọn dung dịch mang tính kiềm c. Phương pháp hấp Phụ * Nguyên tắc: chất ô nhiễm được tách khỏi dòng khí do bi giữ lại ở bề mặt rắn (chất hấp phụ) *Yêu cầu: chất hấp phụ có bề mặt riêng lớn, có khả năng hấp phụ chọn lọc chất ô nhiễm dạng khí cần xử lý, có khả năng hoàn nguyên, rẻ tiền, dễ kiếm, có độ bền nhiệt, bền cơ, ít độc, dễ xử lý nếu không hoàn nguyên được - Thiết bị hấp phụ tĩnh: chất hấp phụ được bố trí ở giữa tháp, 2 tháp hấp thụ: tháp A làm việc (hấp phụ), tháp B hoàn nguyên (nhả hấp phụ) 12
Dòng khí đi vào A  B: đuổi khí ra - Thiết bị hấp phụ động: hấp phụ tầng sôi Bố trí đường ống có các lỗ rỗng, khí vào phân bố vào các khe rỗng, tốc độ khí lớn  lớp hấp phụ rắn “sôi” lên, lớp sôi này chỉ đủ dao động nhất định, khí ô nhiễm bị giữ lại, làm việc liên tục, không cần 2 tháp * Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp hấp phụ - Ưu: có khả năng hấp phụ khí ở nhiệt độ thấp nếu lựa chọn chất hấp phụ thích hợp Khả năng xử lý khí lưu lượng lớn, làm việc liên tục Hiệu suất xử lý cao - Nhược: Không thích hợp với khí có hàm lượng bụi cao Thiết bị cồng kềnh Không thích hợp với khí có nồng độ ô nhiễm lớn Không thích hợp với khí có độ ẩm cao Tốn chi phí cho hoàn nguyên nếu chất hấp phụ có thể hoàn nguyên hoặc chi phí xử lý chất hấp phụ * Ứng dụng: xử lý khí ô nhiễm của 1 số ngành công nghiệp: hoá chất, chế biến thực phẩm, thuỷ sản Hấp phụ mùi, hấp phụ hơi dung môi trong quá trình phun sơn Xử lý khí trong nhà Hấp phụ hơi dung môi – Chất hấp phụ: có lỗ xốp mịn như than hoạt tính, silicangen, keo nhôm, thuỷ tinh lỗ xốp – Than hoạt tính chất hấp phụ kị nước nên ứng dụng hiệu quả khi độ ẩm khí thải đến 50% Thiết bị: Tầng sôi và lớp hạt chuyển động Ưu điểm của sơi carrbon hoạt tính so với than hoạt tính 13
– Hiệu quả thu hồi cao trên 99% – Giảm thất thoát dung môi do phân huỷ nhiệt khí có than HT làm xúc tác – Giảm nguy cơ cháy nổ, được ứ/d để thu hồi dung môi có nhiệt độ cao. Hấp phụ Nox – Nox hấp thụ mạnh bằng than hoạt tính. Tuy nhiên khi tiếp xúc với oxit nitơ than có thể cháy nổ. – Khả năng hấp phụ silicagen đối với Nox thấp hơn than hoạt tính – Khả năng hấp phụ của keo nhôm không cao – Nox có thể đc hấp phụ bằng than bùn có tính kiềm trong TB lắng tầng sôi Hấp phụ SO2 – Chất hấp phụ: Đá vôi, đômolit. – Để tăng hoạt tính của chất HP phụ hoá học, thúc đẩy quá trình chuyển hoá SO2 thành SO3. Các phụ gia cần thêm: dạng muối vô cơ rẻ tiền hay oxit mangan… – Tái sinh bằng phương pháp trích li được thực hiện bằng nước nóng và thu được khí sufuaric loãng (10-15%) Hấp phụ clo và clorua hydro – Khí clo được hấp phụ bởi các chất rắn hữu cơ như lignin, lignin sunfonat canxi (chất thải của quá trình chế biến hóa học gỗ). Tuy nhiên, chất hấp phụ này ở dạng dung dịch và bùn đạt hiệu quả cao hơn – Chất hấp phụ: Oxilorua sắt, clorua oxit đồng trong hỗn hợp oxit magiê, sunfat và phốtphát đồng, chì, cadimi, tất cả tạo thành phức với hai phân tử HCl và vài vật liệu polime hữu cơ, zeolít… – Phương pháp ít sử dụng vì đắt và hiếm Hấp phụ H2S bằng hydroxit sắt – Phản ứng: Fe2S3 + 3/2 O2 Fe2S3 + 6H2O – FeS cũng hình thành đồng thời phản ứng trên – Khi có oxi, Fe2S3 bị oxihóa thành hydroxit sắt và giải phóng lưu huỳnh 14
– Fe2S3 + 3/2 O2 + 3H2O 2 Fe(OH)3 + 3 S d. Phương pháp nhiệt và xúc tác – * Nguyên tắc: dưới tác dụng của nhiệt ,khí ô nhiễm bị oxy hoá bởi ô xy của không khí chuyển thành những chất ít hoặc không ô nhiễm – Khí ô nhiễm được xử lý bằng phương pháp này là chất hữu cơ – CnHmO (S, N, P…) + O2 (không khí)  CO2 + H2O + {SO2, NOx, HCl... } * Đặc điểm: – - Khí ô nhiễm có khả năng oxy hoá bằng O2 không khí ở nhiệt độ cao – - Hỗn hợp khí không tạo hỗn hợp có khả năng cháy nổ – - Thiết bị để xử lý có van an toàn – - Phải bổ sung nhiệt độ để tăng nhiệt khí đạt tới nhiệt độ oxy hoá. Có hai phương pháp đốt: phương pháp đốt bằng nhiệt; phương pháp oxy hoá * Phương pháp đốt bằng nhiệt: phương pháp oxy hoá chất ô nhiễm bằng cách cung cấp nhiệt độ tới nhiệt độ cháy thong thường  Khí ô nhiễm tự cháy * Phương pháp đốt có xúc tác Nguyên tắc: đẩy mạnh quá trình cháy của chất ô nhiễm ở t0 cao( xúc tác) Đặc điểm: tốn ít nhiệt. Tăng nhiệt độ oxy hoá phương pháp có xúc tác đạt yêu cầu sau: - Ít hoặc không bị ngộ độc khí có trong hỗn hợp khí cần xử lý - Phương pháp có thiết bị tách bụi trước khi vào xử lý - Xúc tác rẻ tiền, dễ kiếm, tuổi thọ cao, bền vô cơ và nhiệt Xúc tác thường là oxit kim loại trên chất mang: SiO2, Al2SiO3, Al2O3 * Chú ý: phương pháp nhiệt xúc tác áp dụng cho quá trình oxi hoá những khí ô nhiễm có khả năng oxy hoá. Ví dụ, phản ứng khử NO bằng xúc tácAB2O4 4 NO + CH4 N2 + CO2 + H2O 15
* Ứng dụng: dùng để xử lý các khí hữu cơ, khí ô nhiễm có khả năng oxy hoá. Thường dùng đốt khí ô nhiễm của nhiều máy lọc dầu, giàn khoan, nhà máy có quá trình sinh ra nhiều chất hữu cơ: rang, nướng và 1 số nhà máy hoá chất e. Phương pháp ngưng tụ * Nguyên tắc: hỗn hợp khí ô nhiễm được hạ thấp nhiệt độ (làm lạnh) xuống dưới nhiệt độ bay hơi. Khí ô nhiễm được ngưng tụ thành dạng lỏng * Hai phương pháp ngưng tụ làm giảm nhiệt độ - Ngưng tụ trực tiếp: hỗn hợp khí tiếp xúc trực tiếp với tác nhân làm lạnh. Phương pháp này thường không thu được khí ô nhiễm ở dạng tinh khiết (lẫn tác nhân làm lạnh) - Ngưng tụ gián tiếp: hỗn hợp khí tiếp xúc gián tiếp với tác nhân làm lạnh qua bề mặt ngăn cách do quá trình nhiệt, chất ô nhiễm được ngưng tụ tách khỏi dòng khí. Phương pháp này thu hồi chất ô nhiễm ở dạng lỏng * Ưu điểm: đơn giản, dễ vận hành * Nhược điểm: chỉ tách được khí có nhiệt độ bay hơi tương đối cao * Ứng dụng: tách khí có mùi (tanh hôi) trong công nghiệp chế biến hải sản, thu hồi dung môi hữu cơ dẽ bay hơi (xăng dầu, axeton, toluen...) Phương pháp sinh học: phương pháp mới trong xử lý khí * Nguyên tắc: dòng khí ô nhiễm dưới tác dụng của vi sinh vật bị phân huỷ  chất ít hoặc không độc hại Khí ô nhiễm phải hoà tan trong nước (được hấp thụ) sau đó được VSV xử lý Nhiệt độ dòng khí giới hạn trong 15 – 60oC, tốt nhất là 30 - 40oC Sau khi hấp thụ khí ô nhiễm dung dịch xử lý có pH = 5 - 8, không chứa khí gây độc hại cho vi sinh vật * Có 2 phương pháp: - Phương pháp lọc sinh học: dùng vật liệu lọc, bên trong nuôi dưỡng vi sinh vật. Cho dòng khí đi qua các vật liệu lọc này vi sinh vật sẽ phân huỷ khí ô nhiễm.( vật liệu lọc là vật liệu hữu cơ có bổ sung dinh dưỡng để nuôi SV) 16
- PP rửa sinh học: 2 g/đ: khí ô nhiễm được hấp thụ bằng1 tháp rỗng.d2 hấp thụ khí ô nhiễm được đưa qua một bể chứa VSV( bùn hoạt tính)  khí sạch VI) Pha loãng khí Sau tất cả quá trình phòng ngừa, giảm thiểu, xử lý khí ô nhiễm nếu nồng khí vẫn lớn hơn tiêu chuẩn môi trường xung quanh  người ta phải pha loãng khí ô nhiễm với bên ngoài nhằm giảm nồng độ khí ô nhiễm Thường sử dụng ống khói để pha loãng khí Chiều cao ông khói cao  Vận tốc khí lơn  Khả năng pha loãng cao ∆T = Tk – Tmt cao  17
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC và nƯỚC THẢI I. Khái niệm 1. Nước cấp -Dùng cho sinh hoạt, sản xuất -Nguồn nước cấp: nước mặt, nước ngầm Muốn xử dụng nước theo nhu cầu phải xử lí 2. Nước thải -Là nước phát sinh sau khi đã sử dụng nước cấp -Nước thải sinh hoạt: chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ, SS, coliform… -Nước thải sản xuất: thành phần phụ thuộc đặc thù sản xuất. -Cách phân loại khác: Nước thải đô thị, nước thải bệnh viện, nông nghiệp… -Muốn xả lại vào nguồn tiếp nhận phải xử lý. II. Một số thông số đánh giá chất lượng nước 1. pH pH= -log[H+] -pH thay đổi dẫn đến thay đổi thành phần trong nước. VD: pH4 Pb2+, Zn2+, Al3+, Cd2+ -pH có thể làm tăng hoặc giảm vận tốc phản ứng hóa học trong nước. 2. Độ axit và độ kiềm -Là sự xuất hiện của các axit vô cơ (có nhiều trong nước ngầm khi chảy qua lớp khoáng chứa bản chất lưu huỳnh) và CO2 -Độ kiềm: Hydroxit (tính kiềm mạnh), bicacbonat (tính kiềm yếu), cacbonat. Độ kiềm ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật và độ cứng của nước. -Độ axit: Do axit vô cơ H2SO4, HNO3, HCl , Do CO2 3. Mầu sắc -Màu thực: Màu do chất hữu cơ, nhiều chiết của thực vật gây nên (tảo, chất hữu cơ gây ô nhiễm có màu). Màu này khó tách. -Màu biểu kiến: Do các chất vô cơ gây nên. Màu này dễ xử lý. 4. Độ đục 18
-Do hạt rắn lơ lửng, chất hữu cơ phân rã Đơn vị tính: 1mg SiO2/1l nước sạch. 5. Hàm lượng chất rắn trong nước -Là phần chất rắn bao gồm: chất vô cơ, chất hữu cơ, chất hữu cơ tổng hợp -Tổng chất rắn (TS): là trọng lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít nước trong nồi hấp thủy, sấy khô ở 103oC cho đến trọng lượng không đổi. -Chất rắn huyền phù (SS): là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước, tính bằng trọng lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít mẫu nước, sấy khô ở 103oC cho đến trọng lượng không đổi.( mg/l) -Chất rắn hòa tan (DS): DS=TS-SS (mg/l) -Chất rắn bay hơi (VS):Trọng lượng mất đi khi nung chất rắn huyền phù ở 550oC -Chất rắn có thể lắng: là lượng thể tích tính bằng ml của phần chất rắn có trong 1 lít nước mẫu đã lắng xuống sau một khoảng thời gian xác định (thông thường là 1h) 6. Độ cứng của nước -Độ cứng vĩnh cửu (phi cacbonat): Ca2+, Mg2+ do các muối sunfat và clorua gây nên. Sau khi đun thì không mất độ cứng này. -Độ cứng cacbonat: của muối MgCO3, CaCO3 sau khi đun tạo cặn lắng có thể tách→độ cứng tạm thời. 7. Hàm lượng Mn, Fe trong nước -Do sự hòa tan Fe, Mn có trong nước ngầm. -Tạo mầu, mùi tanh, tắc đường ống: Mn2+→Mn4+ Mn+O2→MnO2↓đen Fe2++O2→Fe3+ ↓nâu đỏ 8. Hàm lượng oxi hòa tan (DO) -Là lượng oxy trong không khí có thể hòa tan trong nước, tham gia quá trình trao đổi chất, tái sản xuất các vi sinh vật, động vật trong nước. -DO thấp: nước có nhiều chất hữu ô nhiễm đã tiêu thụ nhiều O2. -DO cao: nhiều rong tảo, tham gia quá trình quang hợp giải phóng O2. 9. BOD: nhu cầu oxy sinh hóa 19
-BOD tăng→lượng oxy cần dùng cho oxy hóa chất hữu cơ tăng→chất hữu cơ tăng. -Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ (VSV) trong nước. Đơn vị: mgO2/l 10. COD: nhu cầu oxy hóa học -Đặc trưng cho ô nhiễm hữu cơ. BOD5mg/cm3. Là vi lượng trong nước có khả năng tích tụ trong cơ thể sống. Vd: Pb, Fe, Hg, Cd, Zn, Mo, Sn, Cr… 14. Hàm lượng phenol -Thường trong nước thải chứa cyanua. -Gây ảnh hưởng đến sức khỏe, có khả năng gây ung thư 15. Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật DDT666, Clodan, Aldrin, Dialdren… 16. Hàm lượng vi sinh vật trong nước Vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo, coliform… 17. Hàm lượng dầu, mỡ khoáng 18. Nhiệt độ 19. Chất phóng xạ 20. Hàm lượng Sunfat III. Công nghệ xử lý nước thải 1. Phân loại quá trình và phương pháp xử lý nước thải 20