Tư vấn - Máy nén trục vítNGÀNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Chim nước là một trong những loài chim dễ quan sát nhất, chủ yếu sống ở những vùng nước rộng lớn không có vật cản, vì vậy chúng rất nổi bật. Đôi khi chim nước xuất hiện với số lượng lớn ở các khu vực thành thị. Gần như mỗi mùa đông, những con hồng hạc có vẻ ngoài đáng chú ý, màu hồng, cổ dài và chân dài, đổ về bãi bồi Sewri ở Mumbai. Trong những năm gần đây đã được nhìn thấy Bồ nông, một trong những loài chim lớn nhất có khả năng bay và có mỏ cực lớn ở đầm lầy Pallikaranai của Chennai. Những thành phố lớn với hoạt động mạnh mẽ của con người có nguồn nước bị ô nhiễm. Vậy thì tại sao các loài chim như bồ nông, hồng hạc và những loài khác lại tụ tập ở đây?
Lý do cho điều này là thức ăn. Có rất nhiều cá, giun, ốc và các sinh vật sống dưới nước cũng như thực vật sống dưới nước như tảo và sậy, cả một lưới thức ăn phát triển mạnh trong nước. Nhưng nước cũng chứa các vật liệu không hấp dẫn có nguồn gốc khoáng chất và sinh học, làm cho các vùng nước trở thành nước thải.
- NƯỚC THẢI VÀ XỬ LÝ NÓ
Nước thải được định nghĩa là bất kỳ loại nước nào có chứa các chất gây ô nhiễm do hoạt động của con người, bị biến đổi tính chất như màu sắc, mùi, độ đục và sự hiện diện của mầm bệnh. Trong đó có nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt. Thông thường, cống thoát nước vệ sinh trong thành phố chứa cả hai loại nước thải này, được gọi là nước thải đô thị. Nước trong các cống nước thải chỉ có nước thải từ khu dân cư. Nước mưa, thường được dẫn theo các cống thoát nước mưa không được kết nối với hệ thống cống nước thải, nhưng một phần nhỏ nước mưa có xu hướng rò rỉ vào hệ thống cống thải này.
Nước thải được thải trực tiếp vào các vùng nước lớn hơn
Luật pháp ở hầu hết các quốc gia nghiêm cấm xả nước thải chưa qua xử lý trực tiếp vào sông, hồ hoặc đại dương. Hóa chất độc hại có thể giết chết hoặc gây ra các khuyết tật di truyền trong đời sống thủy sinh.Các kim loại nặng như thủy ngân tích tụ trong cá và ảnh hưởng đến sức khỏe của con người tiêu thụ chúng. Mầm bệnh gây bệnh khi nước được sử dụng cho các hoạt động vui chơi giải trí. Chúng xâm nhập vào nguồn cung cấp nước của thành phố, nơi không được xử lý đầy đủ và gây ra các đợt bùng phát hàng loạt, như đợt bùng phát Cryptosporidium chết người năm 1993 ở Milwaukee, Hoa Kỳ, khiến 400.000 cư dân mắc bệnh và dẫn đến cái chết của hơn 100 người.
Các chất hữu cơ đóng vai trò là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn, chúng tiêu thụ oxy hòa tan trong nước, làm giảm khả năng tồn tại và phát triển của các loại thủy sinh. Nước thải phải được xử lý để giảm mức độ các chất gây ô nhiễm xuống giới hạn cho phép. Các cơ quan theo luật định như Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) ở Hoa Kỳ và Ban Kiểm soát Ô nhiễm Trung ương (CPCB) ở Ấn Độ đặt mức tối đa cho phép đối với các chất ô nhiễm khác nhau trong nước thải từ các nhà máy xử lý nước thải.
Các hóa chất vô cơ độc hại trong nước thải đô thị là xyanua, amiăng và các kim loại như crom, chì và thủy ngân, không thể phân hủy sinh học. Các hóa chất vô cơ không độc hại rất quan trọng vì chúng làm thay đổi tính chất hóa học của nước thải như độ axit hoặc độ kiềm và độ mặn.
Các chất ô nhiễm độc hại thoát ra khỏi mỏ
Vật liệu hữu cơ là hỗn hợp của nhiều hợp chất chứa carbon khác nhau, do đó không có một phương pháp đo lường cụ thể. Ba xét nghiệm được sử dụng phổ biến nhất là tổng cacbon hữu cơ (TOC), nhu cầu oxy hóa học (COD) và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD). BOD là thước đo chính, là lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật để oxy hóa chất hữu cơ có mặt
Có nhiều quy trình có thể được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi nước thải. Chúng liên quan đến các phương pháp vật lý, hóa học hoặc sinh học. Các quy trình chỉ sử dụng phương pháp vật lý được gọi là hoạt động đơn vị (UO) trong khi các quy trình sử dụng phương pháp hóa học hoặc sinh học được gọi là quy trình đơn vị (UP). Chúng luôn chứa các giai đoạn xử lý sơ cấp và thứ cấp, trong khi có thể có giai đoạn xử lý cấp ba nếu muốn có nước thải chất lượng cao hơn.
Ảnh chụp từ trên không của một nhà máy xử lý nước thải
- XỬ LÝ BAN ĐẦU
- Sàng lọc (UO):
Sàng lọc thường là bước đầu tiên khi sử dụng sàng lọc thô để loại bỏ các vật thể lớn như lon, chai và tờ giấy không thể phân hủy sinh học và có thể làm hỏng thiết bị.
- Cân bằng lưu lượng:
Cân bằng dòng chảy liên quan đến việc sử dụng một lưu vực trong đó nước thải được lưu trữ và được cung cấp đầy đủ sục khí và khuấy trộn (để ngăn chặn sự hình thành mùi và lắng cặn).
- Độ lắng (UO):
Quá trình lắng được sử dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng bằng phương pháp lắng trọng lực, sử dụng các bể để các chất rắn tích tụ thành bùn ở đáy. Các chất lỏng nhẹ hơn nước, chẳng hạn như dầu, được tách ra khỏi bề mặt.
Trạm bơm khí tại nhà máy xử lý
- XỬ LÝ THỨ CẤP
Xử lý thứ cấp loại bỏ vật liệu hữu cơ bằng cách xử lý sinh học. Vi khuẩn chuyển đổi chất hữu cơ thành carbon dioxide và nước. Các quy trình xử lý sinh trưởng lơ lửng là những quy trình trong đó các vi sinh vật vẫn còn lơ lửng trong nước thải. Trong các quy trình xử lý tăng trưởng kèm theo, các vi sinh vật được liên kết với môi trường rắn và loại bỏ các chất dinh dưỡng khi nước thải chảy qua chúng.
- Phương pháp điều trị tăng trưởng bị đình chỉ
- Quá trình bùn hoạt tính (UP):
Đây là quá trình được sử dụng phổ biến nhất. “Bùn hoạt tính” là hệ thống nuôi cấy vi sinh chuyển hóa chất hữu cơ trong bể sục khí. Một phần bùn được đưa trở lại buồng sục khí để tiếp tục quá trình. Không khí được cấp vào bể sục khí bằng phương pháp khuếch tán (dùng khí nén) hoặc sục khí cơ học.
- Ao xử lý và hồ sục khí (UP):
Ao xử lý là hình thức xử lý nước thải sinh học. Có những ao hiếu khí nông chỉ có vi khuẩn và tảo, ao tùy ý với các lớp dựa trên hàm lượng oxy và ao kỵ khí sâu có nhiều chất hữu cơ nhưng hầu như không có oxy khi bạn đi sâu hơn. Đầm có sục khí là ao được cung cấp oxy bằng sục khí bề mặt hoặc sục khí khuếch tán.
- Tăng trưởng kèm theo
- Bộ lọc nhỏ giọt (UP):
Chúng bao gồm một lớp đá nông, được bao phủ bởi chất nhờn có chứa vi sinh vật. Nước thải chảy từ trên xuống khi các chất hữu cơ được loại bỏ khỏi nó. Oxy đến từ không khí tuần hoàn. Nước thải đầu ra chứa các chất rắn sinh học được tách ra trong bể lắng thứ cấp.
- Công tắc tơ sinh học quay (UP):
Sử dụng một nguyên tắc tương tự như bộ lọc nhỏ giọt, chúng chứa các đĩa quay được bao phủ bởi một lớp vi sinh vật. Quá trình này được cho là hiệu quả hơn quá trình bùn hoạt tính.
- Nitrat hóa/khử nitrat hóa (UP):
Nitơ cũng là một chất gây ô nhiễm quan trọng có thể gây ra tảo nở hoa và cần được loại bỏ. Giai đoạn nitrat hóa có thể là một giai đoạn riêng biệt hoặc kết hợp với xử lý tăng trưởng lơ lửng hoặc kèm theo. Tại đây, vi khuẩn chuyển đổi nitơ ở dạng amoniac thành nitrat được loại bỏ bằng cách chuyển chúng thành khí nitơ. Các phương pháp loại bỏ nitơ khác bao gồm loại bỏ amoniac, clo hóa điểm dừng và trao đổi ion.
Tách bùn tại các nhà máy xử lý
Bây giờ nước đã đủ sạch để xả vào các tuyến đường thủy. Nước thải có thể được tái sử dụng cho các mục đích như nước uống, nông nghiệp, nước không uống được, v.v. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, nước có chất lượng cao hơn có thể được yêu cầu, do đó, phương pháp xử lý bậc ba được thực hiện bằng cách sử dụng các quy trình như lọc, hấp phụ carbon, thẩm thấu ngược và điện phân.
Tại các nhà máy xử lý, việc xử lý một lượng lớn bùn được tạo ra là một nhiệm vụ tốn kém. Các bước liên quan đến xử lý bùn là cô đặc, ổn định, điều hòa, khử nước, làm khô và đốt cháy. Ổn định hoặc phân hủy có thể được thực hiện như một quá trình hiếu khí - dễ dàng hơn - hoặc quá trình kỵ khí - rẻ hơn.
Khí nén tìm thấy một số ứng dụng trong xử lý nước thải và nước thải. Máy nén khí kết nối với máy khuếch tán dạng ống cung cấp oxy hòa tan cho vi sinh vật trong bể sục khí. Quá trình tuyển nổi không khí hòa tan sử dụng không khí ở áp suất cao để đưa các tạp chất lên bề mặt, nơi chúng được tách ra. Máy ép lọc băng tải được sử dụng để tách nước bùn và các băng tải được điều khiển bằng khí nén. Máy nén khí được sử dụng để vận hành tất cả các van và thiết bị truyền động trong nhà máy xử lý nước thải.
The reason for this is food. Fish, worms, snails and other aquatic creatures and water plants such as algae and reeds abound, an entire food web flourishing in the water. But the water also contains unappealing material of mineral and biological origin, making water bodies of wastewater.
WASTEWATER AND ITS TREATMENT
Wastewater refers to any water that contains pollutants as a result of human activity, subsequently possessing undesirable qualities such as colour, odour, turbidity and the presence of pathogens. There is industrial wastewater and domestic wastewater. Normally, the sanitary sewers in a city carry a combination of these wastewaters, called municipal wastewater. Sewage is wastewater from residences only. Rainwater, is usually carried in storm drains that are not connected to the sewer system, but a small portion of the runoff tends to leak into sewers.
Wastewater being released directly into larger water bodies
Laws in most countries prohibit the discharge of untreated wastewater directly into rivers, lakes or oceans. Toxic chemicals can kill or cause genetic defects in aquatic life. Heavy metals such as mercury accumulate in fish and affect the health of human beings who consume them. Pathogens cause illnesses when the water is used for recreational activities. They enter a city's water supply, which is not adequately treated and cause mass outbreaks, like the deadly 1993 Cryptosporidium outbreak in Milwaukee, USA , which sickened 400,000 residents and led to the death of over 100 people.
Organic materials serve as nutrients for bacteria, which consume dissolved oxygen in receiving streams, reducing their ability to support aquatic life. Wastewater must be treated to reduce the level of pollutants to within acceptable limits. Statutory bodies such as the Environmental Protection Agency (EPA) in the USA and the Central Pollution Control Board (CPCB) in India set the maximum levels allowed for various pollutants in the effluent from wastewater treatment plants.
Toxic inorganic chemicals in municipal wastewater are cyanides, asbestos and metals like chromium, lead and mercury, which are not biodegradable. Non-toxic inorganic chemicals are important because they alter the chemical properties of wastewater such as acidity or alkalinity and salinity.
Toxic pollutants escaping a mine
Organic materials are a mixture of many different carbon-containing compounds, and so the tests to measure them are non-specific. The three most commonly used tests are total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD). BOD is the primary measure, being the oxygen required by microorganisms to oxidise the organic material present.
There are many processes that can be used to remove pollutants from wastewater. These involve physical, chemical or biological methods. Processes that use only physical methods are called unit operations (UO) while those using chemical or biological methods are called unit processes (UP). They always contain primary and secondary treatment stages, while a tertiary treatment stage may be present if a higher-quality effluent is desired.
An aerial shot of a wastewater treatment plant
PRIMARY TREATMENT
Screening (UO):
Screening is usually the first step where coarse screens are used to remove large objects such as cans, bottles and sheets of paper which are not biodegradable and which could damage equipment.
Flow equalization:
Flow equalization involves the use of a basin in which wastewater is stored and provided with adequate aeration and mixing (to prevent odour formation and sedimentation).
Sedimentation (UO):
Sedimentation is used to remove suspended solids by means of gravity settling, using basins so the solids accumulate into a sludge at the bottom. Liquids that are lighter than water, such as oil, are skimmed from the surface.
Air pumping stations at treatment plant
SECONDARY TREATMENT
Secondary treatment removes organic material by biological treatment. Bacteria convert organic matter into carbon dioxide and water. Suspended growth treatment processes are those in which the microorganisms remain suspended in wastewater. In attached growth treatment processes, microorganisms are bound to a solid medium and remove nutrients as wastewater flows over them.
Suspended Growth Treatments
Activated sludge process (UP):
This is the most commonly used process. “Activated sludge” refers to the microbial culture that metabolises organic matter in the aeration tank. Part of the sludge is returned to the aeration chamber to continue the process. Air is supplied to the aeration tank by diffusion (using compressed air) or mechanical aeration.
Treatment ponds and aerated lagoons (UP):
Treatment ponds are forms of biological wastewater treatment. There are shallow aerobic ponds with only bacteria and algae, facultative ponds with layers based on oxygen content and deep anaerobic ponds with a lot of organic matter but hardly any oxygen as you go deeper. Aerated lagoons are ponds that are oxygenated by surface aeration or diffused air aeration.
Attached Growth
Trickling filters (UP):
These consist of a shallow layer of stones, covered by slime containing the microorganisms. Wastewater trickles from the top as the organic matter is removed from it. Oxygen comes from circulating air. The effluent contains biological solids which are separated in a secondary clarifier.
Rotating biological contactors (UP):
Using a similar principle as the trickling filter, they contain rotating discs covered by a layer of microorganisms. This process is said to be more efficient than the activated sludge process.
Nitrification/denitrification (UP):
Nitrogen is also an important pollutant that could cause algal blooms and needs to be removed. A nitrification stage may be a separate stage or combined with suspended or attached growth treatment. Here, bacteria convert nitrogen in the form of ammonia to nitrates which are removed by converting them to nitrogen gas. Other means of nitrogen removal include ammonia stripping, breakpoint chlorination, and ion exchange.
Sludge separation at the treatment plants
Now the water is clean enough to be discharged into waterways. The effluent may be reused for purposes such as drinking water, agriculture, non-potable water and so forth. Depending on use, higher-quality water may be required, so a tertiary treatment is performed by using processes such as filtration, carbon adsorption, reverse osmosis and electrodialysis.
Sludge digestion:
At treatment plants, disposal of the large amount of sludge created is an expensive task. The steps involved in sludge disposal are concentration, stabilisation, conditioning, dewatering, drying and combustion. Stabilisation or digestion may be carried out as an aerobic process – which is easier – or anaerobic process – which is cheaper.
Compressed air finds a number of uses in the treatment of effluents and wastewater. Air compressors connected to tubular diffusers provide dissolved oxygen for microorganisms in an aeration tank. The dissolved air flotation process uses air at a high pressure to bring impurities to the surface, where they are skimmed. A belt filter press is used for dewatering sludge, and the belts are pneumatically controlled. Air compressors are used to operate all valves and actuators in a wastewater treatment plant.