Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho dự án resort và khách sạn hoàng anh gia lai, quận ngũ hành sơn thành phố đà nẵng với công suất 350m3/ngày đêm

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho dự án resort và khách sạn hoàng anh gia lai, quận ngũ hành sơn thành phố đà nẵng với công suất 350m3/ngày đêm

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm……):

(1) MSSV: 1091081107…… Lớp: 10HMT2 Ngành :

Chuyên ngành :

2 Tên đề tài : n – 350m3/ngđ

3 Các dữ liệu ban đầu : 350m3/ngđ SS: 150mg/l; BOD5 : 300mg/l; COD: 400mg/l

4 Các yêu cầu chủ yếu : 14-2008/BTNMT

5 Kết quả tối thiểu phải có: 1) SS: 50mg/l

2) BOD5: 30mg/

3) COD: 50mg/l

4)

Ngày giao đề tài: …21/05/2012……… Ngày nộp báo cáo: ……17/08/2012…………

Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày … tháng … năm ………

Giảng viên hướng dẫn chính

(Ký và ghi rõ họ tên)

Giảng viên hướng dẫn phụ

(Ký và ghi rõ họ tên)

–

Ngoài ra, em xin cảm ơn gia đình đã tạo những điều k

08 năm 2012

M Ở ĐẦU

1 Đ

Nước sinh hoạt là một nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống con người, nó gắn liền với cuộc sống của chúng ta Nước thiên nhiên không chỉ sử dụng để cấp cho ăn uống, sinh hoạt mà còn sử dụng cho nhiều mục đích khác như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, thủy điện… Do đó nước sạch và vệ sinh môi trường là điều kiện tiên quyết trong các biện pháp phòng chống dịch bệnh, nâng cao sức khỏe cho cộng đồng đồng thời phản ánh nét văn hóa, trình độ văn minh của xã hội

c

,

đi Thành phố Đà Nẵng là thảnh phố có nhiều ưu thế về vị trí và cảnh quan thiên nhiên và bờ biển dài, Đà Năng đã chủ trương xây dựng và phát triển thành phố theo hướng cảng biển, du lịch xây dựng Đà Nẵng thành thành phố trẻ, năng động đầy tiềm năng và sức sống Cụ thể là phát triển đô thị và không gian thành phố, phát triển Đà Nẵng thành trung tâm du lịch, dịch vụ chất lượng cao và công nghệ cao phù hợp với xu thế phát triển của ASEAN và châu Á

do chủ đầu tư là tập đoàn Hoàng Anh Gia Lai được cấp phép xây dựng năm 2010 trên tuyến đường Sơn Trà – Điện Ngọc, quận Ngũ Hành Sơn, thành phố Đà Nẵng Với dự án

gây ô nhiễm môi trường ảnh hướng đến đời sống sức khỏe của con người và hình ảnh mà thành phố xây dựng mà đề tài “tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải cho dự án resort khách sạn Hoàng Anh Gia Lai” được thực hiện với mục tiêu: xử lý triệt để ô nhiễm môi trường, bảo vệ môi trường, hướng tới phát triển bền vững

- Tổng quan về dự án resort và khách sạn Hoàng Anh Gia Lai

- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải

- Thành phần nước thải và đề xuất công nghệ

Phương pháp thống kê: thu thập số liệu, tổng hợp, trình bày số liệu nhằm phục

vụ phân tích, dự toán và ra quyết định

Phương pháp tính toán: tính toán các đối công trình đơn vị

C h ươ n g 1 : T Ồ N G Q U A N V Ề D Ự Á N R E S OR T

V À K HÁ C H S Ạ N HO À N G A N H G I A LA I

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

1.1

Du lịch Đà Nẵng trong những năm gần nay đã khẳng định là điểm du lịch của vùng Trung bộ và là một trong những trung tâm du lịch lớn của cả nước Đà Nẵng có tiềm năng du lịch vào loại bậc nhất Việt Nam Hạ tầng cơ sở tốt, giao thông đường bộ, hàng không thuận lợi, bờ biển dài, nhiều hòn đảo đẹp có cảnh quan kiến tạo hoàn hảo, được đánh giá là một trong số các bờ biển đẹp

Bờ biển Ngũ Hành Sơn Đà Nẵng không thua kém các khu nghĩ dưỡng ở miền Nam Thái Lan nhưng do chất lượng các dịch vụ đi kèm của chúng ta chưa đáp ứng được nhu cầu nghỉ ngơi và vui chơi giải trí ngày càng cao của khách du lịch nên họ chưa lưu lại Đà Nẵng dài ngày

đã được trao giải thưởng “thành phố bền vững về môi trường ASEAN năm 2011” trong khuôn khổ hội nghị môi trường các nước ASEAN tại Bali, Indonesia

Căn cứ định hướng phát triển du lịch của Đà Nẵng và tính toán nhu cầu nâng cao sự phát triển của thị trường du lịch, căn cứ và nhu cầu đầu tư cũng như khả năng sản xuất kinh doanh của Tập đoàn có thể đáp ứng được việc xây dựng phát triển một khu Resort và khách sạn nghĩ dưỡng Tập đoàn Hoàng Anh Gia Lai đã được UBND Thành phố Đà Nẵng cho phép khảo sát nghiên cứu lập dự án đầu tư và thiết kế cơ sở Khu Resort và Khách sạn Hoàng Anh Gia Lai tại quận Ngũ Hành Sơn, Đà Nẵng năm 2010

n nước thải của dự án resort và khách sạn Hoàng Anh Gia Lai được chủ đầu tư quan tâm đặc biệt Và xử lý nguồn nước thải của dự án đạt tiêu chuẩn của BTNMT là một vấn đề vô cùng cấp thiết

1.2 Vị trí và qui mô

Khu Resort & Khách sạn Hoàng Anh Gia Lai với tổng diện tích quy hoạch của dự án là 6.5094ha

 Phía Bắc giáp: Khu du lịch ven biển của Công ty I.V.C

 Phía Nam giáp: Khu du lịch ven biển khác

 Phía Đông giáp: biển Đông

 Phía Tây giáp: đường Sơn Trà – Điện Ngọc

Quy mô, ranh giới khu vực quy hoạch (xem các bản vẽ hiện trạng khu đất) Ranh giới khu vực quy hoạch được xác định trên bản đồ đo đạc địa hình (xem bản vẽ mặt bằng hiện trạng khu đất)

Hình 1.1: Bản vẽ hiện trạng của dự án

Vị trí trạm xử lý nước

có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12, mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7 và thỉnh thoảng có những đợt rét vào mùa đông nhưng không đậm và kéo dài

 Nhiệt độ trung bình:

Trung bình năm: 25.9 độ C

Cao nhất vào các tháng 6,7 và 8 vào khoảng 28-30 độ C

Thấp nhất vào các tháng 12,1,2 vào khoảng 18-23 độ C

Lượng mưa trung bình hàng năm là 2504.57 mm

Lượng mưa cao nhất vào các tháng 10,11 trung bình 550-1000mm/tháng Lượng mưa thấp nhất vào các tháng 1,2,3,4 trung bình 23-40mm/tháng

 Độ ẩm không khí:

Độ ẩm không khí trung bình 83.4%

Độ ẩm không khí cao nhất vào các tháng 10,11 trung bình 85.67-87.67%

Độ ẩm thấp nhất vào các tháng 6,7 trung bình 76.67-77.33%

1.5 Địa

Khu đất dự án chủ yếu là đất cát biển

Sơ bộ đánh giá địa chất tại khu vực phù hợp cho công tác xây dựng, nền đất

có kết cấu tốt Nhưng cần chú ý khi xây dựng những công trình cần có biện pháp chống trượt cho công trình xây dựng

1.6 Điều kiện hiện trạng

 Hiện trạng sử dụng đất:

y chủ yếu là đất trống, đất tương Toàn bộ phần diện tích quy hoạch đã được thỏa thuận phê duyệt và do UBND Thành phố Đà Nẵng quản lý

 Hiện trạng các công trình kỹ thuật:

Hệ thống hạ tầng kỹ thuật chưa có Chủ đầu tư Tập đoàn Hoàng Anh Gia Lai

sẽ thiết lập hạ tầng kỹ thuật cho dự án và kết nối vào hệ thống hạ tầng kỹ thuật của địa phương hiện tại thông qua hệ thống hạ tầng kỹ thuật đã hoàn thiện của trục giao thông ven biển là đường Sơn Trà Điện Ngọc

• Giao thông:

Đà Nẵng đ hoàn thiện đường ven biển Sơn Trà Điện Ngọc tiếp cận cho khu vực quy hoạch

Đường bộ giao thông tiếp cận, đường Sơn Trà Điện Ngọc, trong khu đất lập

dự án chưa có hệ thống giao thông

• Thoát nước và chuẩn bị kỹ thuật xây dựng

Hệ thống thoát nước thải đô thị dọc theo tuyến đường ven biển Sơn Trà Điện Ngọc, hệ thống thoát nước mưa chủ yếu thoát tự nhiên trên bề mặt khu đất và ra biển

P H Ư Ơ N G P HÁP

2.1 2.2 2.3 2.4

Thông thường có các phương pháp xử lí sau:

 Bể điều hòa, bể tách dầu…

Phương pháp xử lý cơ học có thể lọc bỏ được đến 60% các tạp chất không tan

và giảm BOD đến 20%

2.1.1 Song chắn rác - rổ lọc

Song chắn rác, lưới chắn rác làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô chủ yếu là rác trong nước thải, ở dạng sợi như giấy , rau cỏ, rác, rễ cây, giẻ rách được gọi chung là rác Rác thường được chuyển đến máy nghiền rác để nghiền nhỏ sau đó

chuyển tới để phân hủy cặn (bể metan).Song rác giúp bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy

Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ chuẩn bị điều kiện đầu vào cho việc xử

lý nước thải sau đó

Song chắn rác bao gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau.Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở

 Có thể chia SCR thành 3 nhóm:

 Theo khe hở song chắn phân biệt loại thô (30-200mm) và loại trung bình 25mm)

(5- Đối với nước thải sinh hoạt khe hở song chắn nhỏ hơn 16mm thực tế được

sử dụng theo đặc điểm cấu tạo phân biệt loại cố định và loại di động

 Theo phương pháp lấy rác phân biệt loại thủ công và loại cơ giới

Song chắn rác thường được nghiêng so với mặt ngang một góc 45-900(thường chọn 600 ) cho tiện lợi khi cọ rửa theo mặt bằng c ng có thể đặt vuông góc hoặc tạo thành góc α so với hướng dòng chảy

Thanh đan song chắn có thể dùng loại tiết diện tròn d= 8-10mm, chữ nhật b = 10*40 mm và 8*60mm, bầu dục…vận tốc dòng chảy thường lấy 0.8-1 m/s để lắng cát

 Phân loại theo cách vớt rác

 SCR vớt rác thủ công: thường sử dụng cho trạm XLNT có công suất nhỏ, lượng rác mỗi ngày < 0,1 m3

/ngày

 SCR vớt rác cơ giới bằng các băng cào sử dụng cho trạm XLNT có lượng rác

> 0,1 m3/ngày

 Rác được vớt 2 – 3 lần /ngày sau đó được nghiền nhỏ rồi đem ủ bùn Còn

nếu lượng rác quá ít cho vào thùng chứa và đưa đến bãi chôn lắp

 Thông số thiết kế SCR

 Vận tốc qua song chắn tối ưu: 0,6 m/s

 Tốc độ lớn nhất: 0,75 – 1 m/s

 Tốc độ nhỏ nhất: 0,4 m/s

Ngoài ra trong cặn có cát thì có thể làm cho các ống dẫn bùn của bể lắng không hoặc động được, máy bơm mau hỏng Đối với bể metan, bể lắng hai vỏ thì cát là một chất thừa, do vậy xây dựng bể lắng cát trên các trạm xử lý khi lưu lượng lớn hơn 100m3/ngày là cần thiết

Có loại bể lắng

 Bể lắng ngang nước chảy thẳng hoặc vòng

 Bể lắng đứng nước dâng từ dưới lên

 Bể lắng nước chảy xoắn ốc (hướng tâm)

Hình 2.4: Sơ đồ bể lắng cát có sục khí và dòng chảy trong bể

2.1.3 Bể điều hòa

Bể điều hòa khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động của lưu lượng nước thải, đồng thời nâng cao hiệu suất và giảm kích thước cho các công trình phía sau

2.1.4 Bể lắng

Bể lắng tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng khác với trọng lượng riêng của nước thải, chất lơ lửng nặng sẽ từ từ lắng xuống đáy, các chất lơ lửng nhẹ sẽ nổi lên bề mặt Cặn lắng và bọt nổi nhờ các thiết bị cơ học thu gom và vận chuyển lên công trình xử lý cặn Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng đợt I cần đạt < 150(mg/l) Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng

Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5-2,5 giờ Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m3/ngày Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5-0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 45 phút đến 120 phút Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%

Hình 2.5: Sơ đồ bể lắng sơ cấp Bảng 2.1: Phân loại các hiện tượng lắng trong việc xử lý nước thải

kể nào đối với các hạt lân cận

Loại bỏ đá, cát trong nước thải

Loại bỏ một phần SS

ở nước thải chưa xử lý

và nước thải sau quá trình xử lý sinh học Lắng

theo

vùng

Lực tương tác giữa các hạt đủ lớn để ngăn cản các hạt bên cạnh Mặt phân cách giữa chất lỏng và chất rắn xuất hiện phía trên khối lắng

Xảy ra ở bể lắng thứ cấp đặt sau bể xử lý sinh học

Nén

Diễn ra khi hàm lượng chất các hạt đủ để tạo nên một cấu trúc nào đó và các hạt này phải được đưa lên tục vào cấu trúc đó

Diễn ra ở đáy của các

bể lắng thứ cấp và trong các thiết bị cô bùn

2.2 P hương Pháp Hoá Lý

Phương pháp hoá lý chủ yếu ứng dụng cho nước thải công nghiệp, là quá trình phản ứng hoá lý diễn ra giữa chất bẩn và chất cho vào nhằm loại bỏ khỏi nước thải các hạt lơ lửng phân tán (rắn và lỏng), các khí tan, các chất vô cơ, các chất hữu

cơ hoà tan Các công trình hoá lý trong dây chuyền như: đông tụ- tủa bông, hấp phụ, trao đổi ion, trích li, Oxy hoá- khử

2.2.1 Keo tụ - tạo bông

Là quá trình thô hoá các hạt phân tán và chất nhũ tương, phương pháp đông tụ hiệu quả nhất khi được sử dụng các hạt keo có kích thước 1-100µm

Trong xử lý nước thải, sự đông tụ diễn ra dưới sự ảnh hưởng của chất bổ sung, gọi là chất đông tụ Các bông tụ trong nước tạo thành các bông hydroxyt kim loại, lắng nhanh trong trường trọng lực Các bông này có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết hợp chúng lại với nhau

Quá trình hình thành các bông đông tụ diễn ra như sau:

Me3+ + HOH Me(OH)2++ H+

Me(OH)2+ + HOH Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH Me(OH)3 + H+

Me3+ + 3HOH Me(OH)3 + 3H

Chất đông tụ thường là muối nhôm và muối sắt hoặc hỗn hợp của chúng

2.2.2 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch triệt để nước khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau xử lý hóa sinh, nếu nồng độ các chất này không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hoặc chúng rất độc

Phương pháp này dùng để loại hết các chất bẩn hòa tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không thể loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ Thông thường đây là hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc chất có mùi, vị và màu rất khó chịu

Các chất hấp thụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, siliccagel, keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sản xuất như xỉ tro, xi

mạ sắt trong số này than hoạt tính được dùng phổ biến nhất Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp phụ Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn có trong nước.Phương pháp này có thể hấp phụ 58-95 % các chất hữu cơ màu Các chất hữu cơ có thể bị hấp thụ là phenol, alkylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm và các chất thơm

2.2.3 Trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim loại ( kẽm, đồng, crôm, niken, chì, thủy ngân….) các hợp chất asen, xianua và các chất phóng xạ Phương pháp này cho pháp thu hồi các chất có giá trị với độ làm sạch nước cao Trao đổi ion được ứng dụng rộng rãi để khử muối trong nước cấp

Bản chất của quá trình trao đổi ion là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính trao đổi các ion trong nó với các ion khác có trong dung dịch

2.2.4 Trích ly

là phương pháp làm sạch nước thải có chứa phenol, dầu, axít hữu cơ, ion kim loại…ww

Phương pháp trích ly bao gồm ba giai đoạn:

 Giai đoạn 1: trộn mạnh nước thải với chất trích ly ( dung môi hữu cơ Trong

bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành hai pha lỏng Một pha là chất trích ly và một pha là nước thải ( chất cần được trích ly)

 Giai đoạn 2: phân biệt hai phân lỏng nói trên

 Giai đoạn 3: tái sinh chất trích

2.2.5 Oxy hoá - khử

là phương pháp oxi hóa bằng không khí dựa vào khả năng hòa tan của oxi vào nước Phương pháp này thường dùng để oxi hóa Fe2+

thành Fe3+.Ngoài ra phương pháp này còn dùng để loại bỏ một số hợp chất như H2S, CO2 nhưng cần phải chú ý đến quá trình sục khí và pH

Oxi hóa bằng phương pháp hóa học

Clo: là một trong những chất dùng để khử nước, clo không dùng dưới dạng khí

mà phải hòa tan trong nước để trở thành HCLO chất này có tác dụng diệt khuẩn

Ozone: là một chất oxi hóa mạnh được xử lý nước uống, nhưng chúng không có khả năng giữ lại trong nước

Pedroxit hydro: cũng là chất dùng khử trùng tuy nhiên giá thành cao

Bảng 2.2: Cơ chế diệt khuẩn của các phương pháp khử trùng

Oxy hoá

Oxy hoá trực tiếp và phá

vỡ cấu trúc màng tế bào vi khuẩn

Oxy hoá quang hoá AND

và ARN của tế bào vi khuẩn

Phản ứng với

Chlor hoạt tính

Phản ứng với oxy nguyên

tử trong quá trình phân rã ozone

Các acid nucleic hấp thụ năng lượng bước sóng 240 – 280 nm

Phân huỷ

protein

Gây nguy hiểm cho các hợp phần của acid nucleic (purin, pyrimidin…)

Kìm hãm quá trình sinh sản

và phát triển của tế bào vi khuẩn

2.3 P hương pháp lý sinh

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoạt sinh có trong nước thải Quá trình hoạt động của chúng các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Trong thực tế hiện nay người ta xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ở đều kiện tự nhiên hay điều kiện nhân tạo tùy thuộc vào khả năng kinh phí, yêu cầu công nghệ, địa lý cùng hàng loạt các yếu tố khác

Nói chung quá trình sinh học trong nước thải gồm nhóm quá trình chủ yếu sau; Quá trình Hiếu khí, Quá trình Kị khí, Quá trình trung giang Anoxic, Quá trình Tùy tiện, Quá trình Ao hồ

Bảng 2.3: Các quá trình xử lý sinh học được ứng dụng để xử lý nước thải

Hồ làm thoáng

Khử BOD chứa Cacbon

Nitrat hóa

Sinh trưởng gắn kết

Bể lọc sinh học

-Thấp tải, nhỏ giọt

-Cao tải

Đĩa tiếp xúc sinh học quay

-Bể phản ứng với khối vật liệu

Khử BOD chứa Cacbon, Nitrat hóa

Kết hợp sinh trưởng

lơ lửng và gắn kết

Quá trình lọc sinh học hoạt tính

-Lọc nhỏ giọt, vật liệu rắn tiếp xúc

- Quá trình bùn hoạt tính, lọc sinh học

- Quá trình lọc sinh học, bùn hoạt tính nối tiếp nhiều bậc

Khử BOD chứa Cacbon, Nitrat hóa

Quá trình trung gian

Quá trình kị khí

-Tăng trưởng lở lửng, quá trình kỵ, khí tiếp xú, phân hủy kỵ khí

-Tăng trưởng bám dính kỵ khí tầng vật liệu cố định và lơ lửng

-Bể kỵ khí dòng chảy ngược: xử lý

Kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn

(UASB)

-Kết hợp: Lớp bùn Lơ lửng dòng hướng lên, tăng trưởng bám dính dòng hướng lên

-Ổn định khử BOD chứa Cacbon

-Ổn định chất thải, khử Nitrat hóa

-Khử BOD chứa Cacbon

-Khủ BOD chứa Cacbon,

ổ định chất thải, bùn

2.3.1 Các công nghệ xử lý sinh học kỵ khí

Quá trình xử lý dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các công trình qui mô vừa và nhỏ, người ta thường dùng công trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng với sự phân hủy kỵ khí chất hữu cơ trong pha rắn và lỏng, các công trình được ứng dụng là các bể tự hoại, giếng thấm Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin… trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H

Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid

Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrat.Vi sinh vật chuyển hóa methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2+ H2, formate, acetate, methanol,

Hình 2.6: Các phương pháp xử lý nước thải theo công nghệ kỵ khí

Sinh

tr ưởng Bám dính

xúc

kỵ khí

Xáo trộn hoàn toàn

Lọc kỵ khí

Tầng

l ơ lửng Vách ng ăn

2.3.1.1 1 Bể tự hoại

Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc 1 (xử lý sơ bộ) đồng thời thực hiện

2 chức năng là lắng nước thải và lên men cặn lắng

Bể tự hoại có hình dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn, trên mặt bằng được xây dựng bằng gạch, bêtông cốt thép, hoặc chế tạo bằng vật liệu composit, bể chia làm

2 hoặc 3 ngăn Do phần lớn cặn lắng trong ngăn thứ nhất nên dung tích ngăn này chiếm 50->75% dung tích toàn bể

Các ngăn tự hoại được chia làm 2 phần: phần lắng nước thải (phía trên) và phần lên men cặn lắng (phía dưới) Nước thải vào với thời gian lưu nước từ 1 đến 3 ngày, do vận tốc trong bể bé nên phần lớn cặn lơ lửng lắng lại, hiệu quả cặn lắng trong bể tự hoại có thể đạt từ 40-60% phụ thuộc vào nhiệt độ, chế độ quản lí và vận hành bể Qua thời gian từ 3 đến 6 tháng, cặn lắng lên men yếm khí, quá trình lên men diễn ra trong giai đoạn bắt đầu là lên men axit, các chất khí tạo nên trong quá trình phân giải (CH4, CO2, H2S ) nổi lên kéo theo các hạt cặn lắng khác có thể làm cho nước thải nhiểm bển trở lại và tạo nên một lớp ván nổi trên mặt nước

Để dẫn nước thải vào và ra ra khỏi bể người ta phải nối ống bằng phụ kiện Tê với những đường kính tối thiểu là 100mm với 1 đầu ống đặt dưới lớp màng nổi, đầu kia được nhô lên phía trên để tiện kiểm tra, tẩy rữa và không cho lớp cặn nổi trong bể chảy ra đường cống Cặn trong bể tự hoại được lấy theo định kỳ , mỗi lần lấy phải để lại 20% lượng cặn lên men trong bể làm men giống cho bùn cặn tươi mới lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy cặn

Để đảm bảo cho giếng hoạt động bình thường, nước thải phải được xử lý bằng phương pháp lắng trong bể tự hoại hoặc bể lắng 2 vỏ

Giếng thấm cũng chỉ được sử dụng khi mực nước ngầm trong đất sâu hơn 1,5m

để đảm bảo hiệu quả thấm lọc cũng như không gây ô nhiểm nước dưới đất Các loại đất phải dễ thấm nước từ 208 l/m2/ngày, do đó khi sử dụng giếng thấm cần khảo sát địa chất nnơi sử dụng giếng thấm

––

với thời gian lưu nước dao động trong khoảng 20-50 ngày Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2, CH4, các khí khác, các acid hữu cơ và tế bào mới.Hiệu suất chuyển hóa BOD5 có thể đạt đến 70% - 85%

2.3.2 Các công nghệ xử lý sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý phải dựa trên sự oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ Oxy tự do hòa tan Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau

Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí

nhân tạo có thể chia thành

Enzyme

Enzyme

Hình 2.10: các phương pháp xử lý nước thải theo công nghệ hiếu khí

Các công trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên thường được tiến hành trong hồ ( Hồ hiếu khí, hồ kị khí ) hoặc trong đất ngập nước Tuy nhiên các công trình này thường có diện tích mặt bằng lớn nên không được áp dụng trong các trạm xử lý có mặt bằng giới hạn, để khắc phục tình trạng thiếu mặt bằng thì có các công trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo dựa trên nguyên tắc hoạt động của bùn hoạt tính hoặc quá trình màng sinh vật Các công trình thường dùng bể Aerotank, kênh Oxy hóa, bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học

Nước thải phải đưa vào xử lý sinh học có 2 thông số đặc trưng là COD và BOD5 Tỉ số của hai thông số này phải là COD/BOD5 # 2 hoặc BOD5/ COD # 0.5 mới có thể đưa vào xử lý sinh học hiếu khí, nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó Xenlulozơ, HemiXenlulozơ, Protein, tinh bột chưa hòa tan

Sinh

tr ưởng Bám dính

Lọc hiếu

khí

Lọc sinh

học nhỏ giọt

Đĩa quay sinh học

Nước thải sau khi sử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aerotank, các chất lớ lửng này là một số chất răn và

có thể là hợp chất hưu cơ chưa phải là dạng hòa tan, các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển dần thành các hạt cặn bông Các hạt này to dần và lơ lửng trong nước Chính vì vậy, xử lý nước thải ở Aerotank được gọi là quá trình xử lý với sinh trưởng lơ lửng của quần thể vi sinh vật, các bông cặn này cũng chính là bông bùn hoạt tính

Bùn hoạt tính là các bông cặn màu nâu sẫm, chứa các hợp chất hữu cơ hấp phụ

từ nước thải và là nơi cư trú cho các vi sinh vật bậc thấp khác sống và phát triển Trong nước thải có các hợp chất hữu cơ hòa tan, loại chất dễ bị vi sinh vật phân hủy nhất Ngoài ra còn có loại hợp chất hưu cơ khó bị phân hủy hoặc các hợp chất hữu cơ chưa hòa tan hay khó hòa tan ở dạng keo, các hợp chất này có cấu trúc phức tạp cần được vi khuẩn tiết ra Enzim ngoại bào phân hủy thành các chất đơn giản hơn rồi sẽ thẩm thấu qua màng tế bào và bị Oxy hóa tiếp thành sản phẩm cung cấp vật liệu cho tế bào hoặc sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước Các hợp chất hữu

cơ ở dạng keo hoặc ở dạng các chất hữu cơ lơ lửng khó hòa tan là các hợp chất bị Oxy hóa bằng vi sinh vật khó khăn hoặc xảy ra chậm hơn

Hiệu quả làm sạnh của bể Aerotank phụ thuộc vào đặt tính thủy lực của bể hay gọi là hệ số sử dụng thể tích của bể Phương pháp nạp chất nền vào bể và thu hổn hợp bùn hoạt tính ra khỏi bể, kiểu dáng và đặc trưng của thiết bị làm thoáng nên khi thiết kế phải kể đến ảnh hưởng trên để chọn kiểu dáng và kích thước bể cho phù hợp

Các loại bể Aerotank truyền thống thường co hiệu suất xử lý cao Tuy nhiên quá trình hoạt động của bể có thêm bể lắng 1 (nhằm loại bớt chất bẩn trước khi vào bể)

và Bể lắng 2 (nhằm loại bỏ lắng cặn, bùn hoạt tính) Trong điều kiện hiện nay diện tích đất ngày càng hạn hẹp vì thế càng giảm được thiết bị hay công trình xử lý là càng tốt, để khắc phục tình trạng trên thì có các bể đáp ứng được nhu cầu trên : Bể Aerotank hoạt động từng mẻ, bể Unitank

2.3.2.2 2 Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch

Reactor_ SBR)

Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ là một dạng công trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính, trong đó tuần tự diễn ra các quá trình thổi khí , lắng bùn và gạn nước thải Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn tối thiểu là 2 để xử lý liên tục

Trong bể quá trình thổi khí và quá trình lắng được thực hiện trong cùng một bể phản ứng, do đó có thể bỏ qua lắng 2.Quá trình hoạt động diễn ra trong một ngăn gồm 5 giai đoạn

Hình 2.11: phương pháp xử lý nước thải theo công nghệ SBR

• Giai đoạn làm đầy (Fill)

• Giai đoạn phản ứng oxy sinh hóa (React)

• Giai đoạn lắng (Settle)

• D ẫn nước sau xử lý ra và lấy bớt bùn, để lại khoảng 25% (Draw or Decant)

• Giai đoạn nghỉ, chớ nạp mẻ mới (Idle)

 Pha làm đầy ( Fill ) :

có thể vận hành với 3 chế độ là làm đầy tỉnh, làm đầy hòa trộn và làm đầy sụt khí nhằm tạo ra các môi trường khác nhau trong các mục đích khác nhau Thời gian pha làm đầy có thể chiếm từ 25 – 30% của cả chu kỳ (từ 1 – 3 giờ)

Mục đích của việc cấp nước là thêm chất nền (chất dinh dưỡng) để phản ứng xảy ra Quá trình cấp nước cho phép mức độ chất lỏng trong phản ứng tăng từ 25% đến 100% Cấp nước bắt đầu với lượng nước thải đã được định cho bể SBR và bắt đầu phân huỷ chất hữu cơ

Hình 2.12: Quá trình cấp nước

 Pha phản ứng, sụt khí ( React ):

Tạo phản ứng sinh hoá giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cung cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp Sục khí chiếm khoảng 35% tổng thời gian của cả chu kỳ Nhờ việc cung cấp oxy, các phản ứng sinh hoá hoạt động, sinh khối tổng hợp BOD, NH3 và Nitơ hữu cơ Trong pha này, quá trình Nitrat hóa có thể chuyển N-NH3 sang N-NO2 và nhanh chóng chuyển sang dạng N-NO3

Hình 2.13: Quá trình sục khí

 Pha lắng (Settle):

Điều kiện tĩnh hoàn toàn được thực hiện ( không cho nước thải vào, không rút nước ra, các thiết bị khác đều tắt ) nhằm tạo điều kiện cho quá trình lắng, thời gian chiếm khoảng từ 5 -30% chu kỳ hoạt động

Mục đích của quá trình này là ngăn chất rắn nổi trên bề mặt.Sau giai đoạn 2, bùn được lắng, tạo lớp màng phân cách bùn và nước trong trên bề mặt Trong một

bể SBR thông thường thì chu trình này hiệu quả hơn so với hệ thống chảy liên tục

vì nó diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu suất thuỷ lực của bể đạt 100%

Hình 2.14: Quá trình lắng

 Pha tháo nước sạch (Draw or Decant)

Mục đích của chu trinh này là lấy cặn đã được xử lý từ các phản ứng trước Tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể, sau đó cho qua hệ thống khử trùng trước khi đưa ra nguồn tiếp nhận Hệ thống thu nước bằng phao nổi từ trên xuống để lấy nước và ko kéo cặn theo ra ngoài Thời gian lấy cặn chiếm khoảng từ 5% đến 30% thời gian cả chu kỳ (khoảng từ 15phút đến 2 giờ)

Hình 2.15: Quá trình tháo nước

 Pha chờ (Idle):

Áp dụng trong hệ thống có nhiều bể phản ứng, có thể bỏ qua một số thiết kế Thời gian hoạt động có thể tính sau cho phù hợp với từng loại nước thải khác nhau và mục tiêu xử lý, nồng độ bùn trong bể thường khoảng 2500 mg/l -> 3000mg/l Chu kỳ hoạt động của bể được điều khiển bằng rơ le thời gian, trong ngăn bể có thể bố trí hệ thống vớt ván, thiết bị đo mức bùn

Hình 2.16: Quá trình nghỉ

Ưu điểm:

 Bể có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành

 Hiệu quả xử lý cao do các quá trình hòa trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn diễn ra gần như giống điều kiện lý tưởng, BOD của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 20mg/l hàm lượng cặn lơ lửng từ 3mg/l ->25mg/l và N-NH3 khoảng từ 0.3mg/l ->12mg/l

 Sự dao động lưu lượng nước thải ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý

 Bể làm việc không cần lắng 2, trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua bể Điều hòa và bể Lắng 1 Đây là ưu điểm lớn nhất của bể Aerotank hoạt động gián đoạn trong điều kiện đất đai bị giới hạn trong thành phố do tiết kiệm được công trình Nhược điểm:

 Công suất bể xử lý nhỏ, để bể hoạt động có hiệu quả thì người vận hành phải

có chuyên môn và kinh nghiệm, phải thường xuyên theo dõi các bước xử lý trong quá trình

2.3.2.3 3 Công nghệ Unitank

Unitank là công nghệ hiếu khí xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, quá trình xử

lý liên tục và hoạt động theo chu kỳ Nhờ quá trình điều khiển linh hoạt cho phép thiết lập chế độ xử lý phù hợp với nước thải đầu vào cũng như mở rộng chức năng loại bỏ Phospho và Nitơ khi cần thiết.Việc thiết kế hệ thống Unitank dưa trên một loạt các nguyên tắc và qui luật riêng, khác với các hệ thống xử lý nước thải bùn

hoạt tính truyền thống

Về cấu trúc, Unitank là là một khối bể hình chữ nhật được chia làm 3 khoang thông nhau qua bức tường chung Hai khoang ngoài có thêm hệ thống máng răng

cưa nhằm thực hiện hai chức năng: vừa là bể sục khí để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ gây bẩn vừa là bể lắng II tách bùn ra khỏi nước đã xử lý Hệ thống đường ống đưa nước thải vào Unitank được thiết kế để đưa nước thải vào từng khoang tuỳ theo từng pha Nước thải sau xử lýtheo máng răng cưa ra ngoài bể chứa nước sạch, bùn sinh học dư cũng được đưa ra khỏi hệ thống Unitank từ hai khoang ngoài Cũng giống như các hệ thống xử lý sinh học khác, Unitank xử lý nước thải với dòng vào và dòng ra liên tục theo chu kỳ, mỗi chu kỳ gồm hai pha chính và hai pha phụ Thời gian của pha chính là ba giờ và thời gian của pha phụ là một giờ ( có thể điều chỉnh được) Thời gian của pha chính và pha phụ được tính toán và chương trình hoá dựa vào lưu lượng, tính chất nước thải đầu vào và tiêu chuẩn chất

lượng nước thải xử lý đầu ra

Toàn bộ hệ thống Unitank được điều khiển tự động bởi bộ PLC đã được máy tính lập trình sẵn theo tính chất đặc trưng của nước thải và theo số liệu thực

nghiệm

Chu kỳ Unitank hoạt động như sau: gồm hai pha chính và hai pha phụ

 Pha chính thứ nhất:

Nước thải được đưa vào ngăn bên trái ngoài cùng (ngăn A) lúc này đang được

sục khí.Nước thải mới được đưa vào được trộn lẫn với bùn hoạt tính Các hợp chất hữu cơ, tác nhân gây bẩn cho nước bị hấp phụ và bị phá vỡ một phần bởi bùn hoạt tính (quá trình tích luỹ) Từ ngăn A hỗn hợp bùn nước liên tục chảy vào ngăn B cũng đang được sục khí Tại đây vi sinh tiếp tục phá huỷ các chất hữu cơ đã được đưa vào và được hấp phụ ở ngăn A (quá trình tái sinh) Cuối cùng, hỗn hợp bùn nước được chuyển sang ngăn C lúc này ngăn C không sục khí cũng không khuấy

trộn mà đóng vai trò như một bể lắng, tạo điều kiện yên tĩnh cho bùn sa lắng dưới tác dụng của trọng lực Từ ngăn C, nước thải đã được trào qua máng răng cưa vào kênh nước sạch, bùn dư cũng lấy ở đây, tại ngăn C

 Pha phụ thứ nhất:

Hết pha chính thứ nhất là đến pha phụ thứ nhất kéo dài trong một giờ Trong

suốt thời gian pha phụ thứ nhất, chức năng ngăn A thay đổi Hệ thống sục khí của