Tác giả | Lâm Minh Triết |
ISBN | 978-604-82-1610-8 |
ISBN điện tử | 978-604-82-3409-6 |
Khổ sách | 19 x 26,5 cm |
Năm xuất bản (tái bản) | 2015 |
Danh mục | Lâm Minh Triết |
Số trang | 320 |
Ngôn ngữ | vi |
Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
Quốc gia | Việt Nam |
Xử lý nước thải là một trong những môn học quan trọng cho các sinh viên ngành cấp thoát nước và ngành kỹ thuật môi trường.
Trong quá trình học môn học này, các kỹ sư tương lai được trang bị các kiến thức, kỹ năng cần thiết để giải quyết các nhiệm vụ về xử lý nước thải đô thị, khu dân cư, xử lý nước thải công nghiệp, khu công nghiệp, khu chế xuất, các cơ sở sản xuất nhằm bảo vệ môi trường - bảo vệ các nguồn tiếp nhận (sông, kênh, rạch, biển,…) phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội bền vững của đất nước.
Nghiên cứu môn học này tại các trường đại học có đào tạo ngành cấp thoát nước, ngành công nghệ môi trường được thực hiện sau khi sinh viên được trang bị các môn học kỹ thuật cơ sở như: hóa học nước và nước thải, vi sinh vật nước và nước thải, thủy lực cấp thoát nước, bơm và trạm bơm,…
Để biên soạn giáo trình này tập thể tác giả có tham khảo và kế thừa chọn lọc nhiều tài liệu ở một số nước tiên tiến trên thế giới chủ yếu: Liên Bang Nga, Mỹ, Đức, Pháp, Hà Lan,… và những kinh nghiệm trong nước từ thiết kế, xây dựng và vận hành các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp.
Lời giới thiệu | 3 |
Phần mở đầu | 5 |
CHƯƠNG 1. MÀNG LỌC VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC, | |
MÀNG ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI | |
1.1. CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÀNG (MBR) | 9 |
1.1.1. Màng và các quá trình phân tách màng | 9 |
1.1.2. Vật liệu màng | 11 |
1.1.3. Hình dạng màng | 12 |
1.1.4. Điều kiện vận hành quá trình màng | 15 |
1.1.4.1. Thông lượng, áp suất, trở lực và dòng thấm | 15 |
1.1.4.2. Vận hành với Dead-end (vuông góc) và Cross-flow (xuôi dòng) | 16 |
1.1.4.3. Làm sạch màng bằng vật lý và hóa học | 18 |
1.1.1.4. Phân cực nồng độ (Concentration Polarisation) | 20 |
1.1.4.5. Kiểm soát bẩn màng (Fouling control) trong MBR | 20 |
1.1.4.6. Thông lượng tới hạn | 21 |
1.2. HIỆN TƯỢNG BẨN MÀNG TRONG MBR | 23 |
1.2.1. Ba loại chất bẩn chính gây bẩn màng | 25 |
1.2.2. Chỉ số nghẹt màng (Membrane Fouling Index – MFI) | 25 |
1.2.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến việc bẩn màng sinh học | |
trong xử lý nước thải | 26 |
1.2.3.1. Tải trọng hữu cơ và thời gian lưu nước | 26 |
1.2.3.2. Thời gian lưu bùn | 27 |
1.2.3.3. Vận tốc dòng chảy xuôi dòng (CFV) | 27 |
1.2.3.4. Chế độ sục khí | 28 |
1.2.3.5. Polymer ngoại bào (EPS) | 28 |
1.2.3.6. Nồng độ sinh khối | 29 |
1.2.3.7. Kích thước hạt và bông bùn | 29 |
1.3. ỨNG DỤNG CỦA MBR TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI | 29 |
1.3.1. Ứng dụng của MBR trong bể sinh học hiếu khí | 29 |
1.3.2. Ứng dụng của MBR trong bể sinh học kỵ khí | 33 |
1.3.3. Những thuận lợi và hạn chế của MBR | 34 |
1.3.3.1. Thuận lợi | 34 |
1.3.3.2. Hạn chế | 35 |
1.4. VÍ DỤ TÍNH TOÁN BỂ SINH HỌC MÀNG (MBR) TRONG XỬ LÝ | |
NƯỚC THẢI | 35 |
1.4.1. Tính toán các thông số | 36 |
1.4.2. Xác định số lượng màng cần thiết cho bể MBR | 38 |
2.1. CÁC LOẠI BÙN CẶN TRONG NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI | 41 |
2.1.1. Rác | 41 |
2.1.2. Cát | 41 |
2.1.3. Cặn tươi và các chất nổi | 41 |
2.1.4. Bùn hoạt tính, màng sinh học | 42 |
2.2. ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH SINH HỌC KỴ KHÍ ĐỂ XỬ LÝ BÙN CẶN | 43 |
2.2.1. Quá trình sinh học kỵ khí | 43 |
2.2.2. Điều kiện tối ưu cho quá trình lên men kỵ khí | 45 |
2.3. CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ BÙN CẶN | 46 |
2.3.1. Bể tự hoại | 47 |
2.3.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động | 47 |
2.3.1.2. Tính toán bể tự hoại | 51 |
2.3.2. Bể lắng hai vỏ hay bể Imhoff | 52 |
2.3.2.1. Nguyên lý hoạt động của bể lắng hai vỏ | 52 |
2.3.2.2. Tính toán bể lắng hai vỏ | 53 |
2.3.2.3. Cấu tạo bể lắng hai vỏ | 57 |
2.3.2.4. Ưu nhược điểm của bể lắng hai vỏ | 58 |
2.3.3. Bể lắng trong kết hợp với bể lên men cặn | 60 |
2.3.3.1. Nguyên lý hoạt độngcủa bể lắng trong kết hợp với bể lên men cặn | 60 |
2.3.3.2. Tính toán bể lắng trong kết hợp với bể lên men | 61 |
2.3.4. Bể mêtan | 65 |
2.3.4.1. Sơ lược về sự phát triển bể mêtan | 65 |
2.3.4.2. Hoạt động của bể mêtan và các yếu tố ảnh hưởng | 69 |
2.3.5. Sân phơi bùn | 78 |
2.3.5.1. Các loại sân phơi bùn | 78 |
2.3.5.2. Ưu nhược điểm của sân phơi bùn | 82 |
2.3.5.3. Tính toán sân phơi bùn | 82 |
2.3.6. Làm khô cặn bùn bằng phương pháp cơ học | 84 |
2.3.6.1. Thiết bị ly tâm | 85 |
2.3.6.2. Thiết bị lọc chân không | 87 |
2.3.6.3. Thiết bị lọc ép | 88 |
2.3.7. Ổn định bùn bằng phương pháp sinh học hiếu khí | 91 |
2.3.7.1. Ưu nhược điểm của quá trình ổn định bùn bằng phương pháp | |
sinh học hiếu khí | 91 |
2.3.7.2. Mô tả quá trình ổn định bùn hiếu khí | 92 |
2.3.7.3. Tính toán bể ổn định bùn hiếu khí | 94 |
2.3.7.4. Nhu cầu ôxy | 96 |
2.3.7.5. Các sơ đồ công nghệ ổn định bùn hiếu khí | 97 |
2.3.8. Vận chuyển bùn cặn của nước thải | 99 |
CHƯƠNG 3. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC | 102 |
3.1. PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ | 102 |
3.1.1. Tính chất của hệ keo | 102 |
3.1.1.1. Bản chất của quá trình keo tụ | 102 |
3.1.1.2. Tính chất của hệ keo kỵ nước | 104 |
3.1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ | 105 |
3.1.2. Một số chất keo tụ sử dụng phổ biến | 108 |
3.1.2.1. Muối nhôm (Phèn nhôm) | 108 |
3.1.2.2. Phèn nhôm trùng hợp | 108 |
3.1.2.3. Muối sắt (Phèn sắt) | 109 |
3.1.2.4. Chất phụ trợ keo tụ | 111 |
3.1.3. Bể trộn và các công trình đơn vị | 111 |
3.1.3.1. Các công trình chuẩn bị phèn | 111 |
3.1.3.2. Thiết bị định lượng phèn | 116 |
3.1.3.3. Kho dự trữ hóa chất | 116 |
3.1.3.4. Thiết bị trộn hóa chất phản ứng | 117 |
3.1.4. Phản ứng tạo bông | 120 |
3.1.4.1. Bể phản ứng xoáy hình trụ | 121 |
3.1.4.2. Bể phản ứng xoáy hình phễu | 121 |
3.1.4.3. Bể phản ứng kiểu vách ngăn | 122 |
3.1.4.4. Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng | 122 |
3.1.4.5. Bể phản ứng cơ khí | 123 |
3.2. PHƯƠNG PHÁP TRUNG HOÀ | 124 |
3.2.1. Nước thải công nghiệp chứa axít, kiềm và các phương pháp trung hoà | 124 |
3.2.1.1. Nước thải công nghiệp chứa axít và chứa kiềm | 124 |
3.2.1.2. Các phương pháp trung hoà | 125 |
3.2.2. Trung hoà lẫn nhau giữa nước thải chứa axít với nước thải chứa kiềm | 125 |
3.2.3. Trung hoà nước thải bằng hoá chất | 126 |
3.2.4. Trung hòa nước thải chứa axít bằng cách lọc qua lớp hóa chất kiềm | 130 |
3.2.5. Trung hòa nước thải chứa kiềm bằng cách dùng khí thải - khói từ lò đốt 132 | |
3.3. PHƯƠNG PHÁP ÔXY HOÁ – KHỬ | 132 |
3.3.1. Ôxy hoá bằng clo và các hợp chất chứa clo để xử lý xianua | |
trong thải của một số ngành công nghiệp | 133 |
3.3.2. Ôxy hóa bằng hyđroperoxit (H2O2) | 134 |
3.3.3. Ôzon hóa | 135 |
3.3.4. Pemănganát kali | 136 |
3.3.5. Ôxy hóa bằng ôxy trong không khí | 137 |
3.3.6. Phương pháp ôxy hoá tiên tiến (AOPs) | 138 |
3.3.7. Phương pháp ôxy hoá điện hoá | 139 |
3.3.8. Phương pháp khử | 139 |
CHƯƠNG 4. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ | 143 |
4.1. TUYỂN NỔI | 143 |
4.1.1. Tuyển nổi với sự tách khí từ dung dịch | 144 |
4.1.1.1. Tuyển nổi chân không | 145 |
4.1.1.2. Tuyển nổi áp lực | 145 |
4.1.2. Tuyển nổi với phân tán không khí bằng cơ khí | 147 |
4.1.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động | 147 |
4.2. TRAO ĐỔI ION | 150 |
4.2.1. Khái niệm về trao đổi ion | 150 |
4.2.2. Vật liệu trao đổi ion | 151 |
4.2.3. Phản ứng trao đổi ion | 152 |
4.2.4. Bể trao đổi ion | 153 |
4.2.4.1. Hoạt động của bể trao đổi ion | 153 |
4.2.4.2. Tính toán bể trao đổi ion Na-Cationit | 156 |
4.3. TRÍCH LY | 158 |
4.4. HẤP PHỤ | 160 |
4.4.1. Quá trình hấp phụ | 160 |
4.4.1.1. Khái niệm về chất hấp phụ | 160 |
4.4.1.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ | 161 |
4.4.2. Tái sinh chất hấp phụ | 166 |
CHƯƠNG 5. KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI | 168 |
5.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG | 169 |
5.1.1. Khử trùng bằng clo và các hợp chất chứa clo | 169 |
5.1.1.1. Các phản ứng cơ bản của các chất clo với nước thải | 169 |
5.1.1.2. Ứng dụng clo và các hợp chất chứa clo để khử trùng nước thải | 171 |
5.1.1.3. Khử trùng nước thải bằng clo | 172 |
5.1.1.4. Khử trùng nước thải bằng clorua vôi | 177 |
5.1.1.5. Khử trùng nước thải bằng hypôclorit natri | 179 |
5.1.2. Khử trùng bằng ôzôn | 181 |
5.1.3. Khử trùng bằng tia cực tím | 182 |
5.2. BỂ TIẾP XÚC | 183 |
5.2.1. Nhiệm vụ của bể tiếp xúc | 183 |
5.2.2. Tính toán bể tiếp xúc | 184 |
5.2.3. Bỏ qua giai đoạn khử trùng khi công nghệ xử lý có sử dụng hồ sinh học | 185 |
5.3. XẢ NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN | 186 |
5.3.1. Nguồn tiếp nhận | 186 |
5.3.1.1. Chất lượng nước của nguồn tiếp nhận và tiêu chuẩn xả nước thải | 187 |
5.3.1.2. Các quá trình cơ bản trong nguồn nước | 190 |
5.3.2. Xả nước thải sau xử lý vào sông | 199 |
5.3.2.1. Mô hình xả một chiều | 200 |
5.3.2.2. Công trình xả nước thải sau xử lý | 205 |
5.3.3. Xả nước thải sau xử lý vào biển | 207 |
5.3.3.1. Đặc điểm xả nước thải vào biển | 207 |
5.3.3.2. Vùng “xáo trộn ban đầu” (vùng gần) | 209 |
5.3.4. Xả nước thải sau xử lý vào hồ | 210 |
5.3.4.1. Hồ, hồ chứa – nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý | 210 |
5.3.4.2. Mức độ xáo trộn nước thải ở hồ | 211 |
5.3.4.3. Sự phân tầng ở hồ sâu | 213 |
5.3.4.4. Phú dưỡng hoá ở hồ | 214 |
CHƯƠNG 6. TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI | 215 |
6.1. TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI – XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN | |
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI | 215 |
6.1.1. Các yếu tố tiên quyết khi ứng dụng nước thải tái sinh | 215 |
6.1.1.1. Lập kế hoạch để đáp ứng các nhu cầu và các điều kiện cụ thể | 215 |
6.1.1.2. Phân tích các yêu cầu về kinh tế và tài chính | 216 |
6.1.1.3. Sự lựa chọn để rủi ro ở mức thấp nhất | 216 |
6.1.1.4. Sự tham gia của các cơ quan và tổ chức | 216 |
6.1.1.5. Năng lực triển khai chương trình tái sinh nước thải | 217 |
6.1.1.6. Đáp ứng các tiêu chuẩn và các hướng dẫn | 217 |
6.1.2. Các yếu tố cân nhắc trong lựa chọn công nghệ tái sinh nước | 218 |
6.1.2.1. Phân loại công nghệ tái sinh nước thải | 218 |
6.1.2.2. Khử các thành phần vi lượng | 225 |
6.1.2.3. Thử nghiệm quy mô pilot | 225 |
6.1.2.4. Độ tin cậy quy trình | 225 |
6.1.2.5. Công trình dự phòng và dự trữ | 226 |
6.1.2.6. Nhu cầu về cơ sở hạ tầng cho hệ thống tái sử dụng | 227 |
6.2. KHẢ NĂNG TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ | |
CHO CÁC NHU CẦU KHÁC NHAU | 228 |
6.2.1. Tái sử dụng nước thải sau xử lý | 228 |
6.2.2. Ứng dụng tái sử dụng nước sau xử lý phục vụ cho đô thị | 230 |
6.2.2.2. Tunisia | 230 |
6.2.2.3. Brazin | 232 |
6.2.2.4. Trung Quốc | 232 |
6.2.2.5. Israel | 233 |
6.2.2.6. Tây Ban Nha | 234 |
6.2.2.7. Vương quốc Anh | 237 |
6.2.2.8. Úc | 238 |
6.2.2.9. Nhật Bản | 239 |
6.2.2.10. Singapore | 240 |
6.2.2.11. Mỹ | 241 |
6.2.2.12. Thái Lan | 245 |
6.2.2.13. Bỉ | 246 |
6.2.2.14. Jordan | 246 |
6.2.2.15. Pháp | 246 |
6.3. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO MỤC ĐÍCH | |
TÁI SỬ DỤNG | 248 |
6.3.1. Đối tượng tái sử dụng nước thải sau xử lý | 248 |
6.3.2. Đề xuất một số công nghệ xử lý nước thải cho mục đích tái sử dụng | 250 |
CHƯƠNG 7. SƠ ĐỒ TỔNG THỂ, QUẢN LÝ ĐIỀU HÀNH | |
NHÀ MÁY (TRẠM) XỬ LÝ NƯỚC THẢI | 259 |
7.1. BỐ TRÍ MẶT BẰNG TỔNG THỂ CỦA NHÀ MÁY (TRẠM) XỬ LÝ | |
NƯỚC THẢI | 259 |
7.1.1. Bố trí mặt bằng nhà máy xử lý nước thải | 259 |
7.1.2. Bố trí cao trình nhà máy xử lý nước thải | 260 |
7.1.3. Mặt bằng tổng thể và mặt cắt theo nước | 262 |
7.1.4. Mặt cắt theo bùn | 273 |
7.2. PHÂN PHỐI NƯỚC THẢI VÀO CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ | |
TRONG NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI | 274 |
7.3. THIẾT KẾ, NGHIỆM THU VÀ QUẢN LÝ ĐIỀU HÀNH NHÀ MÁY | |
XỬ LÝ NƯỚC THẢI | 276 |
7.3.1. Công tác thiết kế | 276 |
7.3.1.1. Nguyên tắc cơ bản | 276 |
7.3.1.2. Số liệu thiết kế | 277 |
7.3.2. Công tác nghiệm thu | 278 |
7.3.2.1. Hội đồng nghiệm thu | 278 |
7.3.2.2. Nội dung và các bước nghiệm thu | 278 |
7.3.3. Vận hành thử nghiệm trước khi đưa vào sử dụng | 279 |
7.3.4. Quản lý điều hành nhà máy xử lý nước thải | 283 |
7.3.4.1. Quản lý vận hành các công trình xử lý nước thải tại chỗ | 283 |
7.3.4.2. Các công trình đơn vị của nhà máy xử lý nước thải tập trung | 284 |
7.3.5. Tổ chức quản lý và kỹ thuật an toàn | 288 |
7.3.5.1. Tổ chức quản lý | 288 |
7.3.5.2. Kỹ thuật an toàn | 289 |
TÀI LIỆU THAM KHẢO | 291 |