Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI - Coggle Diagram
PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Cơ sở của quá trình trung hòa
Mục đích
Điều chỉnh pH về khoảng 6,5 - 8,5 để phù hợp xử lý sinh học
Bản chất của quá trình trung hòa
Tránh phá hoại công trình sau
Tách loại ion kim loại nặng
Ngăn xâm thực
2. Cấu tạo và phân loại
Cấu tạo bể trung hòa
Hệ thống đo đạc và điều khiển
Cảm biến pH
Cảm biến PLC
Cảm biến MCU
Hệ thống bơm hóa chất
Hệ thống van, ống dẫn
Cống thoát nước
Hệ thống trộn (máy trộn chìm/nổi)
Máy trộn chìm
Máy trộn nổi
Thân bể
Thép không gỉ
Bê tông cốt thép
Các phương pháp trung hòa
Bổ sung hóa chất
(NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Na₂CO₃, NH₄OH, đôlômít)
Lọc qua lớp vật liệu trung hòa
(đá vôi, đôlômít, magiezit, đá hoa cương)
Trộn nước thải axit với nước thải kiềm
Sục khí thải axit vào nước thải kiềm
(CO₂ 7 - 14%; SO₂ 0,04 - 0,2%)
3. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý trung hòa bằng bổ sung hóa chất
Nước thải axit: châm NaOH, Ca(OH)2, CaO, Na2CO3
Hệ thống đo pH tự động liên tục giám sát độ pH của dòng nước thải tại bể trộn
Nước thải kiềm: châm axit hoặc sục khí CO₂/SO₂
Trung hòa kim loại nặng: Thêm vào một số hóa chất cần thiết
để lắng kim loại nặng như: CaO, Ca(OH)2, Na2CO3, NaOH
Nguyên lý trung hòa bằng lọc qua lớp vật liệu
Điều kiện áp dụng: axit HCl/HNO₃/H₂SO₄ < 5 g/L, không chứa muối kim loại nặng
Vận tốc lọc 5 m/h, thời gian tiếp xúc > 10 phút
Phản ứng hòa tan dị thể giữa axit và vật liệu carbonate/oxide
Nguyên lý trộn nước thải axit với nước thải kiềm
Phản ứng: H⁺ + OH⁻ → H₂O + muối trung hòa
Quy trình vận hành là dẫn 2 dòng vào bể chung, trộn bằng cánh khuấy hoặc sục khí
Nguyên lý trung hòa nước thải kiềm bằng khí thải axit
CO₂ + NaOH → Na₂CO₃ → NaHCO₃ (ở pH ≈ 8)
Tận dụng khí thải công nghiệp, giảm phát thải nhà kính
4. Vị trí công trình
Vị trí đặc thù
Áp dụng cho nước thải xi mạ, ngành có nhiều dòng thải đối lập
Sau các công trình xử lý thành phần
Ni
Cr
Xianua
Trường hợp tích hợp trực tiếp
Quy mô nhỏ,
lượng axit/kiềm ổn định có thể lược bỏ bể trung hòa riêng
Quy trình châm hóa chất tích hợp tại bể điều hòa
Vị trí thông thường
Sau bể điều hòa, trước bể lắng/xử lý sinh học
Áp dụng cho nước thải công nghiệp nói chung
Thực phẩm
Hóa chất
Dệt nhuộm
5. Phạm vi áp dụng
Đối với từng phương pháp cụ thể
Lọc vật liệu trung hòa
Không chứa muối KLN
axit < 5 g/L
Sục khí axit
Nước thải kiềm
Có sẵn nguồn khí thải
Bổ sung hóa chất
Khi axit/kiềm mạnh
Có kim loại nặng
Trộn axit – kiềm
Khi có sẵn 2 dòng thải đối lập
Không chứa cấu tử ô nhiễm khác
Áp dụng cho các ngành đặc thù
Nước thải dệt nhuộm:
Tích hợp kết tủa vôi - điện phân ED - trung hòa màng UF/NF, RO
Nước thải xi mạ/luyện kim
Trung hòa dòng axit mạnh từ tẩy gỉ bằng vôi
Trung hòa dòng axit mạnh từ chất thải chứa CaO từ ngành giấy
Nước thải thuộc da: trung hòa kết hợp tách Cr
Nước thải mỏ than (AMD): lọc dolomit kết hợp sục khí
(loại 100% Fe, 96,2% sulfat)
6. Các bước tính toán
Tính toán khi lọc qua lớp vật liệu trung hòa
Tính thời gian tiếp xúc:
t = (6kd1,5/ √ v)×(3+lgb)
v: vận tốc nước
Tính diện tích lọc của thiết bị:
F = Q/v
Q: lưu lượng nước thải
v: vận tốc lọc
Tính chiều dài bể lọc:
L = v×t
v: vận tốc nước
t: thời gian tiếp xúc
Tính chiều cao tối thiểu lớp vật liệu:
H = kdn(3+lgb) √ v
v: vận tốc lọc, m/s
d: đường kính hạt vật liệu, mm
b: nồng độ acid, g/L
k: hệ số phụ thuộc vào vật liệu, k = 0,62 - 1,3
n: hằng số thực nghiệm, n = 1,47
Tính độ dốc cần thiết của bể lọc ngang:
I = v2/dS2P02
P₀: độ rỗng vật liệu
S: hệ số phụ thuộc vào d, S = (20 - 14)d
v: vận tốc nước
Xác định các thông số ban đầu
Đường kính hạt
Hệ số vật liệu
Vận tốc lọc
Hằng số thực nghiệm
Nồng độ axit
Tính tổn thất áp lực:
H = iL
i: độ dốc
L: chiều dài bể lọc
Tính toán khi trung hòa bằng tác nhân hóa học
Chọn tác nhân trung hòa
Tính lượng tác nhân cần dùng
Đối với nước thải acid:
G = K₃×100/B×Q×a×C
Q: lưu lượng nước thải
a: lượng tác nhân tiêu tốn riêng, kg/kg
B: lượng chất hoạt hóa trong tác nhân thương phẩm, %
K₃: hệ số dự trữ
C: nồng độ axit hoặc kiềm
G: lượng tác nhân trung hòa
Đối với nước thải có muối kim loại:
G = K₃×100/B×Q×(a1C1+b2C2+…+bnCn)
b₁, b₂,..., bₙ: lượng tác nhân tiêu tốn riêng tương ứng với từng ion kim loại
C₁, C₂,..., Cₙ: nồng độ các ion kim loại
Xác định loại nước thải
Thời gian phản ứng: t = 5 - 30 phút