Đồ Án Tìm hiểu xử lý chất thải trong hóa học xanh

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1. Vai trò của ngành công nghiệp hóa chất 1
1.2. Công nghệ xanh 1
1.3. Hóa học xanh 3
1.3.1. Định nghĩa 3
1.3.2. Các nguyên tắc của hóa học xanh 4
1.3.3. Tiết kiệm nguyên tử 5
1.4. Những nguồn gây nguy hại môi trường 6
1.4.1 Chất thải 6
1.4.2. Sự phát sinh chât thải trong xã hội công nghiệp 7
1.4.3. Ảnh hưởng của chất thải 8
1.5. Giảm thiểu chất thải 9
1.5.1. Khái niệm 9
1.5.2. Giảm thiểu tại nguồn 11
CHƯƠNG 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI 13
2.1. Một số khái niệm 13
2.1.1. Sự ô nhiễm nước, các dạng và thành phần của nước thải 13
2.1.2. Các tiêu chuẩn và chỉ tiêu đánh giá bộ ô nhiễm của nước thải 13
2.1.3. Điều kiện xả nước thải ra nguồn 15
2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 18
2.2.1. Song chắn rác 18
2.2.2. Bể lắng cát 19
2.2.3. Bể lắng 20
2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 22
2.3.1. Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên 22
2.3.2. Các loại bể lọc sinh học (bể biophil) 26
2.3.3. Bể thổi khí có bùn hoạt tính (bể Aerotank) thường đạm. 28
2.3.4. Bể lắng đợt II và bể nén bùn 29
2.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 30
2.4.1. Phương pháp đông tụ và keo tụ 31
2.4.2. Tuyển nổi 38
2.4.3. Hấp phụ 43
2.4.4. Trao đổi ion 48
2.4.5. Các quá trình tách bằng màng 54
2.4.6. Các phương pháp điện hóa 60
2.5. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 67
2.5.1. Phương pháp trung hòa 68
2.5.2. Phương pháp oxy hóa và khử 73
2.6. Xử lý bùn cặn 80
2.7. Xả nước thải ra nguồn 82
CHƯƠNG 3: XỬ LÝ CHẤT THẢI KHÍ VÀ CHẤT THẢI RẮN 83
3.1. Xử lý chất thải khí 83
3.1.1. Xử lý cơ học 83
3.1.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý 83
3.2. Xử lý chất thải rắn 90
3.2.1. Các phương pháp chung: 90
3.2.2. Phương pháp cơ học 91
3.2.2. Phương pháp nhiệt 93
3.2.3. Phương pháp tuyển chất thải 94
3.2.5. Phương pháp hóa lý 96
3.2.6. Phương pháp sinh hóa 99
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ DDT VÀ RÁC THẢI POLYMER 101
4.1. Thuốc DDT 101
4.1.1. Khái niệm về DDT 101
4.1.2. Ảnh hưởng của DDT tới môi trường và sức khỏe 102
4.1.3. Các phương pháp xử lý DDT 106
4.1.4. Phân hủy sinh học DDT 109
4.2. Tái sinh nhựa 116
4.2.1. Giảm cấp phế thải 118
4.2.2. Tái sinh cơ học 119
4.2.3. Tái sinh hóa học 121
4.3. Tái sinh cao su 122
4.3.1. Chuẩn bị cho quá trình tái sinh 123
4.3.2. Các phương pháp tái sinh cao su 124
KẾT LUẬN 128
TÀI LIỆU THAM KHẢO 129





DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Sơ đồ phát sinh chất thải trong sản xuất công nghiệp 7
Hình 2. Tác động trực tiếp của chất thải đối với người và động vật 9
Hình 3. Các kỹ thuật giảm thiểu chất thải 10
Hình 4. Song chắn rác cào bằng tay 18
Hình 5. Song chắn rác có bộ phận lấy rác bằng cơ giới 19
Hình 6. Bể lắng cát nước chảy thẳng 20
Hình 7. Hồ hiếu khí 23
Hình 8. Hồ sinh vật tùy tiện 23
Hình 9. Hoạt động của hồ sinh vật yếm khí (kỵ khí) 24
Hình 10. Sơ đồ lọc bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt 26
Hình 11. Sơ đồ aerotank xử lý sinh học nhiều bậc 28
Hình 12. Sơ đồ xử lý bằng bể bùn hoạt tính và bể lắng sinh học 29
Hình 13. Điên tích trên hạt lơ lửng khi giải thích bằng lý thuyết hai lớp. 31
Hình 14 Giảm điện tích thực trên hạt rắn bằng thêm các ion trái dấu hóa trị 3 32
Hình 15. Sơ đồ thiết bị làm sạch nước thải bằng đông tụ. 35
Hình 16. Các thiết bị đông tụ 36
Hình 17. Sự kết dính của hạt rắn và bóng khí trong tuyển nổi 37
Hình 18. Hệ thống tuyển nổi băng không khí hòa tan không có tuần hoàn 39
Hình 19. Hệ thống tuyển nổi băng không khí hòa tan có tuần hoàn 39
Hình 20. Thiết bị tuyển nổi cấp không khí qua đầu khuếch tán bằng vật liệu xốp 41
Hình 21. Thiết bị tuyển nổi cấp khí qua tấm lọc 41
Hình 22. Hệ thống với cấp chất hấp phụ nổi tiếp 43
Hình 23 . Hệ thống cấp chất hấp phụ ngược chiều 43
Hình 24. Sơ đồ các hệ thống hấp phụ 44
Hình 25. Sơ đồ một số loại tháp hấp phụ 46
Hình 26. Trao đổi anion kiềm yếu 50
Hình 27. Trao đổi hỗn hợp cation và anion 50
Hình 28. Quá trình trao đổi ion sử dụng sơ đồ lọc nhúng. 51
Hình 29. Thiết bị trao đổi ion với lớp ionit chuyển động. 52
Hình 30. Các loại thiết bị thẩm thấu ngược. 55
Hình 31. Sơ đồ kết hợp siêu lọc và thảm thấu ngược 57
Hình 32. Nguyên lý của điện thẩm tách 58
Hình 33. Sơ đồ điện phân 59
Hình 34. Sơ đồ hệ thống đông tụ bằng điện 63
Hình 35. Sơ đồ hệ thống thiết bị tuyển nổi điện một ngăn 64
Hình 36. Sơ đồ nguyên lý trạm trung hòa nước thải bằng sơ đồ bổ sung tác nhân 67
Hình 37. Sơ đồ sử dụng nước không có nước thải của nhà máy sản xuất xi măng amian 71
Hình 38. Sơ đồ nguyên lý công nghệ oxy hóa sunfua 74
Hình 39. Các sơ đồ thiết bị lọc sạch nước thải bằng ozon theo một bậc 76
Hình 40. Thiết bị phản ứng ozon hóa 77
Hình 41. Sơ đồ quá trình khử 78
Hình 42. Bể tự hoại 3 ngăn 79
Hình 43. Thiết bị hấp phụ với chất hấp phụ không chuyển động. 85
Hình 44. Thiết bị hấp phụ với chất hấp phụ chuyển động 86
Hình 45. Mỏ đốt có sự trộn trước khí thải và không khí. 87
Hình 46. Các phương pháp chuẩn bị và chế biến chất thải rắn 88
Hình 47. Một số sơ đồ đập đơn giản 90
Hình 48. Sơ đồ xử lý chất thải công nghiệp 98
Hình 49. Công thức cấu tạo của một số đồng phân DDT 99
Hình 50. Con đường chuyển hoá DDT bởi vi khuẩn trong điều kiện kị khí theo cơ chế loại khử clo 109
Hình 51. Con đường phân hủy DDT bởi loài nấm trắng p. Chrysosporium 111
Hình 52. Con đường phân hủy DDT bởi alcaligenes eutrophus A5 112
Hình 53. Sơ đồ tái sinh nhựa phế thải 118
Hình 54. Sơ đồ sản xuất cao su tái sinh bằng phương pháp nhiệt cơ 124

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Thành phần tính chất nước thải tính bằng 14
Bảng 2. Nguyên tắc vệ sinh khi xả nước thải vào nguồn nước 16
Bảng 3: Nồng độ giới hạn cho phép của một số chất độc hại 17
trong các nguồn nước dùng trong sinh hoạt hoặc nuôi cá 17
Bảng 4. Liều lượng chất đông tụ ứng với hàm lượng khác nhau của tạp chất 32
Bảng 5. Độ hòa tan của không khí ở áp suát khí quyển tại các nhiệt độ khác nhau 38
Bảng 6. Tải lượng theo chất rắn của các thiết bị tuyển nổi bằng không khí hòa tan 40
Bảng 7. Các quá trình tách bằng màng. 53
Bảng 8. Lượng tác nhân tiêu tốn theo lý thuyết để trung hòa các axit 68
Bảng 9. Lượng tác nhân tiêu tốn riêng cần thiết để tách kim loại 68
Bảng 10. Các chất hấp thụ dùng để làm sạch khí thải 82
Bảng 11. Các vi sinh vật phân hủy DDT 107
Bảng 12. Phân loại, kí hiệu và nguồn sử dụng nhựa 114



LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền sản xuất công nghiệp hiện đại thì vấn đề chất thải là vấn đề đáng được lưu tâm nhất. Chất thải gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và kinh thế của con người. Ngoài ra chất thải cũng góp phần là nguyên nhân gây ra các vấn đề về sức khỏe. Với mỗi ngành sản xuất khác nhau sẽ cho ra đời mỗi loại chất thải khác nhau và qua từng thời kỳ phát triển thì thành phần và tính chất nguy hại của chất thải lại đòi hỏi một phương pháp xử lý riêng.
Trên cơ sở vận dụng những hiểu biết đã học tập tại trường, dưới sự hướng dẫn của cô Lê Thị Thanh Hương. Với mục đích là tìm hiểu thêm về lĩnh vực xử lý chất thải trong công nghệ hóa học với đề tài tốt nghiệp được phân là: Tìm hiểu xử lý chất thải trong hóa học xanh. Em xin trình bày một số công nghệ cũng như phương pháp xử lý chất thải hiện đang được áp dụng hiện nay.
Do kiến thức còn hạn chế và thời gian thực hiện không được nhiều nên nội dung đề tài của em không tránh khỏi sai sót, hạn chế mong có được sự góp ý và sửa chữa để đề tài được hoàn thiện hơn.