Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bãi rác xuân sơn hà nội,công suất 600m3 ngày đêm

Trang 1

NHIEM VU DO AN TOT NGHIEP

Họ tên sinh viên: Huynh Ngoc Minh

Mssv: 0450020441 Lớp: 04LTĐHMT

Ngành: Kỹ Thuật Môi Trường

1 Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 1/1/2017

2 Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp: 3/4/2017

3 Đề tài đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước rỉ rác Bãi rác Xuân

Sơn — Hà Nội, công suất 600mỶ/ ngày 4 Yêu cầu

Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

+ Tổng quan về nước thải được cho trong đề tài và đặc trưng của nước thải

v Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý, từ đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp

v⁄< Tính tốn các cơng trình đơn vị của phương án đã chọn

+ Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thôi khí, ) cho các công trình đơn vị tính toán trên

Y Khai toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình (tùy giảng viên) 5 Ngày bảo vệ đồ án: 14/01/2017

Nội dung đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn

TP.HCM, ngày tháng .năm 2017

GIAO VIEN PHAN BIEN GIAO VIEN HUGNG DAN

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

TS.Bùi Thị Thu Hà TS.Thái Phương Vũ

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA MOI TRUONG

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HUONG DAN

TP.HCM, ngày Tháng năm 2017 GVHD

Trang 4

Đồ án tốt nghiệp: Tinh toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bãi rác Xuân Sơn -Hà Nội, công suất 600m ngày đêm

LỜI CẢM ƠN

Đề hoàn thành tốt phần đồ án tốt nghiệp này tôi xin gửi lời cảm ơn tới:

Thầy TS Thái Phương Vũ là giảng viên khoa môi trường Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Tp HCM: đã tận tình hướng dẫn giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình làm đồ án dé có thê hoàn thành tốt phan đồ án này

Chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa môi trường đã cung cấp những kiến thức chuyên ngành quý giá và quan trọng trong suốt quá trình học đê hôm nay có thể hoàn thành tốt đề tài đồ án này

Xin cam ơn các bạn trong lớp 04-LTĐHMT và các bạn trong trường Đại học tài nguyên và môi trường Tp.HCM đã động viên, giúp đỡ , chia sẽ, tạo điêu kiện cho tôi trong suôt thời gian làm khóa luận cũng như những lúc tôi khó khăn nhât

Mặc dù đã rất có gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận dược sự góp ý của thây cô và các bạn

Một lần nữa xin chân thành cám ơn!

SVTH : Huỳnh Ngọc Minh

Trang 5

TÓM TẮT ĐÒ ÁN

Đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bãi rác Xuân Sơn — Hà Nội, công suất 600mỶ/ngày” được thực hiện bởi sinh viên Huỳnh Ngọc Minh dưới sự hướng dẫn dẫn của giáo viên TS.Thái Phương Vũ Với các chỉ tiêu ô nhiễm chính là BOD (760mg/I); COD (1440mg/l); TSS (480mg/l); NH,” N (513mg/1); Téng N/total N (536 mg/l); Cl (1600mg/l) phat sinh trong qua trình phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Nước thải sau xử lý phải đạt QCVN 25:2009/BTNMT, loại BI trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Công nghệ được đề xuất thiết kế trong đồ án này

là công nghệ áp dụng cụm bé UASB, USBF dé xir ly triét dé luong chất hữu cơ BOD,

COD có trong nước thải và sử dụng 2 tháp stripping mắc nối tiếp để xử lý lượng ammoniac

Nước thải sẽ được tiền xử lý sơ bộ bằng song chắn rác để loại bỏ rác thô, sau đó

qua bể điều hòa để điều tiết lưu lượng và cân bằng nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải trước khi đưa vào các công trình xử lý sinh học phía sau Bên cạnh đó để

loại bỏ triệt để lượng chất hữu cơ và ammoniac có trong nước thải ta sử dụng cụm bể

UASB, USBF kết thổi khí với 2 tháp stripping mắc nói tiếp Cuối cùng nước thải sẽ qua bể khử trùng vào nguồn tiếp nhận Ước tính các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải sau xit ly dat duoc nhu sau: SS (50mg/l); BOD (30.4 mg/l); COD (100,8 mg/1); Tổng N (22mg/l); Cl (800mg/l) và đảm bảo nước thải đầu ra đạt yêu cầu cần phải xử lý Các

công trình đơn vị có trong công nghệ đều được tính toán chi tiết, lựa chọn các máy móc thiết bị như bơm, quạt thối khí, đĩa thổi khí theo cataloge có trên thị trường Đồ

án hoàn thiện có 07 bản vẽ chỉ tiết, 01 bản vẽ mặt bằng và 01 ban vẽ mặt cắt công

nghệ

Trang 6

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự tăng trưởng kinh tế, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao, vì thế lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày càng lớn, tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh khối lượng chất thải rắn sinh hoạt đã vượt khỏi con số hai mươi triệu tấn/ năm, những câu chuyện về rác và những hệ lụy môi trường từ rác đang “nóng lên” trong những năm gần đây

Chôn lấp rác thải là phương pháp phổ biến ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Ở nước

ta việc chôn lấp rác thải sinh hoạt và đô thị đã, đang và sẽ còn được áp dụng ở hầu hết

các địa phương trong cả nước

Mặc dù mỗi BCL đều có hệ thống xử lý nước rỉ rác nhưng những phương pháp xử lý

nước rỉ rác đang được áp dụng tại các BCL vẫn còn bộc lộ rất nhiều nhược điểm như

chất lượng nước sau xử lý thường không đạt tiêu chuẩn xả thải Tiêu biểu là Bãi chôn lấp chất thải Xuân Sơn — Hà Nội đã đi vào hoạt động được 10 năm Ban đầu BCL Xuân Sơn chưa có hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) Nước rỉ rác không qua một khâu xử lý nào mà chỉ được thu gom và thải thắng ra môi trường, gây ô nhiễm nặng Đến năm 2010, BCL Xuân Sơn mới có HTXLNT với công suất thiết kế 100 m3 /ngày Tuy nhiên, đến năm 2012, nước thải sau xử lý vẫn gây tác động tiêu cực đến môi trường sống của người dân xung quanh

Trước thực trạng trên là một sinh viên khoa môi trường chuyên nghành công nghệ kỹ thuật môi trường của trường Đh Tài Nguyên và Môi Trường lựa chọn thực hành làm đồ án tốt nghiệp “Tính toán thiết kế hệ thông xử lý nước thải Bãi rác Xuân Sơn -Hà Nội, công suất 600m ”/⁄ngày đêm” Qua thực hiện đồ án này sẽ tích lũy được thêm kiến thức và tìm hiểu chuyên sâu về các phương pháp xử lý nước thải nói chung và

nước rỉ rác nói riêng, các kỹ năng tính toán và thiết kế phục vụ cho công việc sau này

ra trường mà một sinh viên của nghành cần phải có

Trang 7

MỤC LỤC 009) 00 1 1 TOM TAT BO AN — ), à)à)H 2 008/95710 3 I/i019060 2 4 M.9)201190/90:)0) 10 ),) ), ,ÔỎ 7 M.9)20110/9:7)) c0 8 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮTT -22+22EE22222EEE++22EEEE2222E2E12222223122222212 22222 e2 10 027 90080)i962710 2'135 11

1 Ly do chon dé tai c.e.cceccesccescseesssessseescseessecesseesssesssvesssecssvecseesssvesssecsssessseesseeeseeeeees ll

2 Muc dich thurc hi@n cece eeeecccesecceeccecececeesceceeececesceceseeeseacecenseeestsecesssevenseeees 11 3 Đối tượng, phạm vi thực hiện - 25+ 2232222 * 2332328 E2E 2E EeEeEErErrvrrrrerererer 12 CA (D0) -l)0)v3,):: SoiaiiỒđỒẢa4 12 5.Y nghĩa khoa hoc và thực tiễn của đề tài 2-2 22T E2 erree 12

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC RỈ RÁC ccc:::+2222cccccvreeccee 13

1.1 Nguỗc gốc phát sinh 2-©-2¿+2+s+2EE2EE1E271127112111271121112711271121 21.1 xe 13 1.2 Thành phần đặc điểm tính chất nước rỉ rác 2- s2++2E+2+E++2zxz+zxzzzrse+ 14 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phan tính chất nước rỉ rác - 15 1.4 Tổng quan về thành phần nước rỉ rác trên thế giới - 2222222 17 1.5 Tổng quan về thành phần nước rỉ rác Việt Nam 2- 22+z2+2zz+zz+zrze+ 20 CHƯƠNG 2_ TÔNG QUAN VẺ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC 24 2.1 Phương pháp cơ hỌc - - +52 52 52223232328 232325 21225321 2121211512312 .xxE 24 2.1.1 Thiết bị chắn rác -2-©22s+22x2221222112221127112211127112112111211 211cc 24 2.1.2 Thiết bị nghiền rác 2-©222+22s+2EE29221222112711271127112112111211221 1.0 25 2.1.3 Bề lắng cát - 22222222 22221122112211122112211121121222222221 2 eere 25 2.1.4 Bề điều hòa 22-222 222222112711221112211221112111211121121121221 Ea 26 2.1.5 Bề lắng 222 22222 122211221122111221122111221121122111221222221 re 26 2.1.6 BỀ lọc 22-222 2222211222112211221112211221112211211121112212222212 re 27 2.1.7 Tuyên nỔI ©222222+2EE222E1222112711227112711221112211211121112211211211 Ea 28 2.2 Phương pháp hóa Ìý - +2 5252222232822 *2E2E2E2EEEEEEEE2EEE211232121211 33 xceE 29

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp: Tinh toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bãi rác Xuân Sơn -Hà Nội, công suất 600m ngày đêm “bố na o ,ÔỎ 29 2.2.2 Phương pháp keo tụ tạo bông - 2 5252222222222 222E2EzErErerrrrrrrrrrer 29 2.2.3 Phương pháp hấp thụ 2 2-222222222222221122221127112227112221122221122212 2 2e 30 2.2.4 Trao đổi ion 22-22 22222221222112711222112211221112111211121121121121 e1 re 30

2.3 Phương pháp sinh học ¿- 225252 +*+E+E+££E£E+E+E£EEEEeE+EEEEErrrxrrrrrrrrrree 31 2.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên 32 2.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 33 2.4 Công trình xử lý cặn của nước thải - 2 +2+++x+E+x+E+ErEerrrerrrrrrrrrxrrrrree 36 2.4.1 BỂ tự hoại cccc 22222221111 re 36 2.4.2 Bề lắng hai vỏ 222222222222211222211227111221112221112221122211122122212 2e 36 2.4.3 Bể Metan 222222 22222222221111 1111.2222121 1 1 crrree 36 2.5 Các phương pháp làm khô cặn nước thải 22+ 5252 +22 S+#+#S+E£+£+z>z£zz>+zz> 36 2.5.1 May ôn .: -ồ 37 P2 YUvaaiiaăäÃÄẢä 37

2.6 Phương pháp khử trùng nước thải - +2 5222 S232 £+E£2E+E£zE£zEzEzexzeerxreerrree 37 2.6 Công nghệ xử lý nước rỉ rác trên thế giới 2- sz+++2E+£+EE++£Exz+rxzrrrse+ 38 2.8 Công nghệ xử lý nước rỉ rác ở Việt Nam - ¿+ +22 ++2++E+++E£zz+E>zzzzx+xzez 46

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ ĐÈ XUẤT, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ, 61

3.1 Cơ sở đề xuất cơng nghệ 2-©222222E2E112221127112771E2711 711211211 e1xcte 61 3.1.1 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước rỉ rác

3.1.2 Yêu cầu thiết kế -22222222 22 222.2222221 errrre

3.2 Đề xuất công nghỆ 2 22 +2222EE2E11171112711271112711211121112112111211.1 110 62 3.3 Đánh giá và lựa chọn công nghệ phù hợp - 2525252 ++2+s+z+z>z>+zzzzezz 67

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KÉ VÀ KHAI TỐN KINH PHÍ 70

Trang 9

4.1.9 Bề lọc than hoạt tính -2- 2+ 5s2E8+EE2EE+EE2EE£EESEEEEE2E2E12E1221221221221222 2x2 104 4.1.10 Bề Khử tring .106 4.1.11 Bề chứa bùn 110 4.1.12 Bề nén bùn 111

41.13 May @p Di oie cccscecssecsssesssecsssessseesssesssessssesssecssessssesssesssseesseessseeesees 113 4.2 Khai toán kinh phí ¿2 +5 222222 *232E2E 2323232325 22521 2121111112121 xe 115

4.2.1 Chi phi đầu tư ban đầu 115

4.2.2 Chi phí quản lý vận hành - 116

4.2.2.1 Chi phi cho céng nhân vận hành (T1) 117

4.2.2.2 Chi phi dién nang tiéu thu (T)) 117

Trang 10

Đồ án tốt nghiệp: Tinh toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bãi rác Xuân Sơn -Hà Nội, công suất 600m ngày đêm DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Thiết bị chắn rác -2.222222722222277.27227172.72.T re 26 Hình 2.2 Bê lắng cđátngng 26 Hinh 2.3 Bé Wang Qt NNaanềi^A 27 Hinh2.4Bélingngang 27

Hình 2.5 Bê lọc nhanh 2 chiu _ —— -Đ- 28

Hình 2.6 Bề keo tụ tạo bông 2212222222 22H re 29

Hình 2.7 Sơ đồ tháp lọc hấp thụ 2 2EE222 2222 222727727222727E Ea 30

Hình 2.8 Bê Aerotank, -2222222222 22s 34

Hinh 2.9 Bé USBF 35

Hinh 2.10 Céng nghé xtr ly nuéc ri rac cha Ditc - 39

Hình 2.11 Nồng độ các chất 6 nhiễm sau cdc cong doan xtrly - 40 Hình 2.12 Công nghệ xử lý nước rỉ rác của Đức ccc ccccceccceccsesesteeeseteeseeessseeed 41 Hình 2.13 Quy trình xử lý nước rỉ rác của Đức kết hợp sinh học và hóa lý — 42

Hình 2.14 Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại BCL Sudokwon Han Quéc, - 43 Hình 2.15 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý nước rỉ rác Nam Sơn, - 46 Hình 2.16 Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp NamSơonA 48 Hình 2.17 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý nước ri rác Gò Cát - 52 Hình 2.18 Công nghệ xử lý nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Gò Cá —- 53

Trang 11

DANH MUC BANG

Bang 1.1: Bảng số liệu về thành phần và tính chất nước rác từ bãi chôn lắp mới và lâu năm

Bảng 1.2: Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên thế gớip - 17

Bang 1.3: Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu - 17

Bảng 2.1: Hiệu suất xử lý cua mot sé phuong phap - 24 Bảng 2.2: Nồng độ nước rỉ rác trước và sau xử lý (công nghệ 1) và giới hạn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận theo tiêu chuẩn của Đức đối với nước rỉ rác 40 Bảng 2.3: Nồng độ nước rỉ rác trước và sau xử lý (công nghệ 2) và giới hạn cho

phép xả vào nguồn tiếp nhận của Đức đối với nước rỉ rác sau xử lý 42 Bảng 2.4: Nồng độ các chất ô nhiễm trước và sau xử ý 44

Bảng 2.5: So sánh kết quả quá trình keo tụ-Fenton và keo tụ hai bậc 45

Bảng 2.6: Thành phần NRR sau hệ thống xử lý tại BCL Nam Sơn - Hà Nội 51 Bảng 2.7: Thành phần nước ri rác BCL Gò Cát trước và sau xử lý (mẫu lấy

ngày 31/8/06) 55

Bảng 2.§: Nồng độ nước rỉ rác trước và sau hệ thống xử lý của BCL Phước Hiệp 58 Bảng 3.1: Thành phần nước ri rác của BCL Xuân Sơn biến thiên theomùa_ _- 61

Bang 3.2: Hiéu suat xi ly can thiét Ố 62

Bảng 3.3: Udc luong hiéu suat phuongan] — 67

Bang 3.4: Udc luong hiéu suat phuongan2.0 68

Bang 3.5: Uu nhuoc diém cua 2 phuong an ee eel 69

Bang 4.1: Hé sé khong diéu hoa chung 222222rrreeee 70

Bảng 4.2: Thông số thiết kế song chắn rác 72

Trang 12

Bảng 4.3: Thông số thiết kế hố thu gom Bảng 4.4: Thông số thiết kế bê Điều hòa

Bảng 4.5: Thông số thiết kế bê lắng đứng đợt I

Bảng 4.6: Chiều cao cần thiết của phần đáy và phần tách lỏng Bảng 4.7: Thông số thiết kế bể lắng cặn

Bảng 4.8: Thông số thiết kế bê UASB Bảng 4.9: Thông số thiết kế bé USBF Bang 4.10: Bang 4.11: Bang 4.12: Bang 4.13: Bang 4.14: Bang 4.15: Bang 4.16: Bang 4.17: Bang 4.18: Bang 4.19:

Thông số thiết kế bồn lọc than hoạt tính

Liều lượng Clo cho khử trùng

Thông số thiết kế Bé khử trùng Thông số thiết kế bề chứa bùn Thông số thiết kế bể nén bùn

Bảng tính toán chi phí xây dựng và máy móc thiết bị

Bảng tính toán chi phí công nhân vận hành

Bảng tính toán chi phí điện năng tiêu thụ

Trang 13

BOD COD F/M HRT HTXLNT MLVSS

DANH MUC TU VIET TAT

Biochemical oxygen Demand — Nhu cau oxy sinh héa Chemical oxygen Demand — Nhu cau oxy héa hoc

Food/Microganism Ratio — Tỷ số lượng thức ăn và lượng vi sinh vat Hyrauline Retention Time — Thời gian lưu nước Hệ thống xử lý nước thải Mixed Liquor Volatile Suspended Solid — Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng MSLL SRT SS SVI UASB

Mixed Liquor Suspended Solid — Chat rắn lơ lửng trong bùn lỏng Solids Retention Time — Thoi gian luu bun

Suspendid Solids — Chất lơ lửng

Trang 14

PHAN MO DAU

1 Ly do chon dé tai

BCL Xuân Sơn được đặt tại xã Xuân Sơn (gần hồ thủy lợi Xuân Khanh), cách

trung tâm thị xã Sơn Tây khoảng 12km về phía Tây Nam (bãi nằm ngay trên tuyến đường 87B đi Tản Lĩnh) BCL Xuân Sơn nằm trong vùng đất cao hơn so với đồng ruộng của người dân địa phương và được thiết kế, xây dựng đề chôn lấp rác của thị xã

Sơn Tây Bãi chôn lấp đã đi vào hoạt động được 10 năm và hiện nay đã đóng cửa

không còn tiếp nhận rac nữa Cho đến nay tổng khối lượng rác đã được chôn lấp tại Bãi rác Xuân Sơn — Hà Nội đã quá tải so với định mức thiết kế Và sự quá tải đó đã dẫn đến những hậu quả về mặt môi trường, như mùi hôi nồng nặc phát sinh từ BCL đã phát tán hàng kilomét vào khu vực dân cư xung quanh và một vấn đề nghiêm trọng nữa là sự tồn đọng của hàng trăm ngàn mét khối nước rác tại các BCL và cùng với lượng nước rỉ rác phát sinh thêm mỗi ngày khoảng 1.000 - 1.500m? tai BCL thì nuớc ri rác đang là nguồn hiểm họa ngầm đối với môi trường

Ban đầu BCL Xuân Sơn chưa có hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) Nước ri rác không qua một khâu xử lý nào mà chỉ được thu gom và thải thắng ra môi trường, gây ô nhiễm nặng Đến năm 2010, BCL Xuân Sơn mới có HTXLNT với công suất thiết kế 100 m3 /ngày Tuy nhiên, đến năm 2012, nước thải sau xử lý vẫn gây tác động tiêu cực tới môi trường sống của người dân xung quanh Thậm chí, đã có nhiều lần người dân địa phương ngăn chặn không cho đưa rác vào khu vực do không chịu nổi sự ô nhiễm từ bãi rác

Nguyên nhân do sự thay đi rất nhanh của thành phần nước rỉ rác theo thời gian vận hành của BCL, với thành phần rất phức tạp (các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học tăng dần và nồng độ ammonium tăng đáng kể theo thời gian), không ổn định, việc lựa chọn các công nghệ xử lý chưa phù hợp đã dẫn đến nước sau xử lý đạt tiêu chuân môi trường thải ra sông, rạch vẫn còn rất hạn chế trong khi lượng

nước rỉ rác tại các BCL thì tiếp tục tăng lên

Do vậy, việc Thiết kế hệ thống xử lý nước rỉ rác cho BCL Xuân Sơn, Hà Nội là một vấn đề rất cần thiết

2 Mục đích thực hiện

- Đề xuất công nghệ xử lý nước ri rác đạt tiêu chuẩn xả thải phù hợp với điều kiện xã Xuân Sơn — Hà Nội nhằm giảm chi phí xử lý cho nước rỉ rác

Trang 15

- Xử lý nước rác bằng công nghệ sinh hoc ( yếm - thiếu khí — hồ sinh học) 3 Đối tượng, phạm vi thực hiện

Đối tượng thực hiện: Nước rỉ rác tại Bãi Chôn Lắp Xuân Sơn -Hà Nội

Phạm vi thực hiện : Nước rỉ rác được lấy mẫu tại BCL và xung quanh khu vực

BCL Xuân Sơn thuộc xã Xuân Sơn — Hà Nội

4 Nội dung thực hiện

- Thu thập các số liệu về thành phần nước rỉ rác trên thế giới và Việt Nam

- Phân tích, đánh giá các số liệu thu thập được nước rỉ rác trên thế gidi

- Thu thập và tổng hợp các kết quả nghiên cứu và vận hành thực tế các quá trình

xử lý nước rỉ rác tại Việt Nam

- Phân tích chất lượng nước đầu vào và ra của nước rỉ rác của BCL Xuân Sơn

- Tính toán và dé ra công nghệ xử lý hiệu quả nhất 5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

-_ Đưa ra một công nghệ xử lý nước rác với chỉ phí thấp và vận hành đơn giản

- Công nghệ đáp ứng được nhu cầu hiện tại và đảm bảo môi trường xung quanh BCL trong tương lai

-_ Áp dụng công nghệ xử lý cho bãi chôn lấp Xuân Sơn và các bãi chôn lấp quy mô nhỏ

Trang 16

CHUONG 1: GIOI THIEU VE NUOC Ri RAC

1.1 Nguồc gốc phát sinh

Nước rò rỉ từ bãi rác là nước bản thấm qua lớp rác kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp Trong giai đoạn hoạt động của bãi chôn lắp,nước ri rác hình thành chủ yếu do nước mưa và nước ép ra từ các lỗ rỗng của chất

thải do các thiết bị đầm nén

Các nguồn chính tạo ra nước rò rỉ bao gồm nước từ phía trên bãi chôn lắp, độ âm

của rác nước từ vật liệu phủ, nước từ bùn nếu việc chôn bùn được cho phép Việc mat

đi của nước tích trữ trong bãi rác bao gồm nước tiêu thụ trong các phản ứng hình thành khí bãi rác, hơi nước bão hòa bốc hơi theo khí và nước thoát ra từ đáy bãi chôn lắp

Nước rác được hình thành khi nước thấm vào các ô chôn lấp Nước có thể thấm vào rác theo các cách sau:

Nước sẵn có và tự hình thành khi phân hủy các chất hữu cơ trong bãi chôn lắp -_ Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác

-_ Nước có thể rỉ vào qua các cạnh của ô chôn lấp

-_ Nước từ khu vực khác chảy qua có thể thắm xuống ô chôn rác

-_ Nước mưa rơi xuống khu vực chôn lấp rác trước khi phủ đất và trước khi ô chôn rác đóng lại

-_ Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp sau khi ô rác đã được đóng

Lưu lượng nước rác phụ thuộc vào:

+ Lớp chống thấm: Lớp chống thấm có tác dụng ngã cản quá trình thấm của nước rác từ trong bãi chôn lấp tới nguồn nước nặt và nước ngầm Do đó nó ảnh hưởng tới lưu lượng của nước rác Đối với bãi chôn lắp hợp vệ sinh, lớp đất dưới bãi chôn lấp phải có tính đồng nhất và phải có hệ số thắm nhỏ hươn 10 ”em/s

+ Diện tích

+ Thời gian: Lưu lượng nước rác trong bãi chôn lấp thay đổi theo thời gian

chôn lấp: 1 năm, 2 năm, 10 năm

+ Độ dày của lớp phủ: có thé phủ bãi chôn lắp bằng các vật liệu khác nhau như : nilông, đất hoặc trồng cây Loại và độ dày của lớp phủ có ảnh hưởng tới khả năng xâm

Trang 17

nhập của nước mưa, nước mặt vào bãi chôn lấp và khả năng thốt ra ngồi của nước Tác

1.2 Thành phần đặc điểm tính chất nước rï rác

Thành phần của nước rác rất khó xác định vì có nhiều yếu tố tác động lên sự hình thành nước rác:

+ Thời gian chôn lấp: thành phần nước rác thay đổi theo thời gian chôn lấp, nước rác từ các bãi chôn lấp lâu năm có lượng chất ô nhiễm thấp hơn nước rác từ các bãi mới chôn lắp

+ Điều kiện khí hậu, mùa, độ âm: các yếu tố này ảnh hưởng tới tốc độ các phản ứng phân hủy trong bãi chôn lấp do đó ảnh hưởng tới thành phần nước rác

+ Mức độ pha loãng với nước mặt và nước ngầm

+ Loại rác chôn lấp

Ngoài ra còn nhiều yếu tố khác như: độ nén, chiều dày và nguyên liệu làm lớp phủ Thành phần của nước rác luôn thay đôi theo các giai đoạn khác nhau của quá trình phân hủy sinh học:

+ Trong giai đoạn đầu, tạo thành các hợp chất hữu cơ như axit béo, amino axit, axit cacboxilic.Giai đoạn này có thể kéo đài vài năm sau khi chôn lap, nó phụ thuộc vào

bản chất không đồng nhất của rác Đặc trưng của nước rác trong giai đoạn này: - _ Nồng độ các axit béo dễ bay hơi cao

- pH thap - BOD cao

- _ Tỷ lệ BOD/COD cao

- Nong dé NH," và nito hữu cơ cao

+ Đến giai đoạn tạo ra khí metan, các sản phẩm cuối cùng là khí metan và khí cacbonic.Giai đoạn tạo khí metan có thể tiếp tục đến 100 năm hoặc lâu hơn nữa.Đặc

trưng của nước trong giai đoạn này :

Trang 18

Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nước rác từ bãi chôn lấp mới và lâu năm được đưa ra trong bảng dưới:

Bảng 1.1: Bảng số liệu về thành phần và tính chất nước rác từ bãi chôn lấp mới và lâu năm.[7]

Thành phân Bãi mới (dưới 2năm) | Bãi lâu

Khoảng Trung năm (trên

bình 10 năm) Nhu câu oxy hóa sinh hóa (BOD),mg/I |2000-20000 | 10000 100-200 Tổng lượng cacbon hữu cơ (TOC), mg/1 | 1500-20000 | 6000 80-160 Nhu cầu oxy hóa hóa học, (COD), mg/I | 3000-60000 | 18000 100-500 Tổng chất rắn lơ lửng( TSS), mg/1 200-2000 500 100-400 Nito hitu co, mg/l 10-800 200 80-120 Amoniac, mg/l 10-800 200 20-40 Nitrat, mg/I 5-40 25 5-10 Téng luong phét pho, mg/l 5-100 30 5-10 D6 kiém theo CaCO; 1000-1000 | 3000 200-1000 pH 4,5-7,5 6,0 6,6-7,5 Canxi, mg/l 50-1500 250 50-200 Clorua, mg/l 200-3000 500 100-400 Sunphat, mg/I 50-1000 300 20-50

Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước rác mới (tươi) cao hơn rât nhiều so với nước rác đã chôn lấp lâu năm Tỷ lệ BODz/COD trong khoảng 0,4-0,6 đối với nước

rác tươi; 0,005-0,2 đối với nước rác cũ, ở thời điểm này thành phần hữu cơ trong nước

rác chủ yếu là axit humic va axit fulvic, đây là những chất hữu cơ khó phân hủy sinh học

Ngoài ra nước rác của một số bãi chôn lấp ở Việt Nam còn có thêm đặc điểm do

nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa (nóng ẩm mưa nhiều) khí hậu Việt Nam

chia hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Vì vậy nước rác ở các bãi chôn lấp biến

động lớn về thành phần và khối lượng theo các thời điểm trong năm 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước ri rác.[6]

Rác được chôn trong bãi chôn lap chịu hàng loạt các biến đổi lý, hóa, sinh cùng lúc xảy ra Khi nước chảy qua sẽ mang theo các chất hóa học đã được phân hủy từ rác

Thành phần chất ô nhiễm trong nước rỉ rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành

phần chất thải ran, độ âm, thời gian chôn lấp, khí hậu, các mùa trong năm, chiều sâu bãi chôn lấp, độ nén, loại và độ dày của nguyên liệu phủ trên cùng, tốc độ di chuyển

Trang 19

của nước trong bãi rác, độ pha loãng với nước mặt và nước ngầm, sự có mặt của các

chất ức chế, các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng, việc thiết kế và hoạt động của bãi rác, việc chôn lấp chất thải rắn, chất thải độc hại, bùn từ trạm xử lý nước thải Ta sẽ lần lược xét qua các yếu tố chính ảnh hưởng đến thành phần và tính chất nước rỉ rác

“_ Thời gian chôn lấp

Tính chất nước rò rỉ thay đổi theo thời gian chôn lấp Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rò ri là một hàm theo thời gian Theo thời gian nồng độ chất ô nhiễm trong nước rác giảm dần Thành phần nước rỉ rác thay đổi tùy thuộc vào các giai đoạn khac nhau của quá trình phân hủy sinh học đang diễn ra

“_ Thành phần và các biện pháp xử lý sơ bộ chất thải rắn

Rõ ràng thành phần chất thải rắn là yếu tố quan trọng nhất tác động đến tính chất nước rò rỉ Khi các phản ứng trong bãi chôn lắp diễn ra thì chất thải rắn sẽ bị phân hủy Do đó, chất thải rắn có nững đặc tinh gì thì nước rỉ rác có các đặc tính tương tu Chang

hạn như chất thải chứa nhiều chất độc hại thì nước rác cũng chứa nhiều thành phần độc

hại

Các biện pháp xử lý cũng có tác động đến tính chất nước rác Chẳng hạn như, các bãi rác có rác không được nghiền nhỏ Bởi vì khi rác cắt nhỏ thì tốc độ phân hủy tăng lên đáng kể so với khi không nghiền nhỏ.Tuy nhiên, sau một thời gian dài thì tổng

lượng chất ô nhiễm bị trôi ra từ chất thải rắn là như nhau bắt kể là rác có được xử lý sơ

bộ hay không

“ Chiều sâu bãi chôn lấp

Trang 20

Độ ẩm là một trong những yếu tố quyết định thời gian nước rò rỉ được hình thành

là nhanh hay chậm sau khi rác được chôn lâp Độ âm trong rác cao thì nước rò rỉ sẽ hình thành nhanh hơn

Nhiệt độ ảnh hưởng rất nhiều đêna tính chất nước rò rỉ Đồng thời, nhiệt độ càng cao thì các phản ứng phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp càng diễn ra nhanh hơn

làm cho nước rò rỉ có nồng độ ô nhiễm cao

1.4 Tổng quan về thành phần nước ri rác trên thé gidi.[13]

Mặc dù, mỗi quốc gia có quy trình vận hành bãi chôn lap khác nhau, nhưng nhìn chung thành phân nước rỉ rác chịu ảnh hưởng bởi các yêu tô chính như sau:

- Chất thải được đưa vào chôn lấp: loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ

trọng chât thải;

Quy trình vận hành BCL: quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lắp Thời gian vận hành bãi chôn lấp

Điều kiện khí hậu: độ 4m và nhiệt độ không khí

Điều kiện quản lý chất thải

Các yếu tố trên ảnh hưởng rất nhiều đến đặc tính nước ri rác, đặc biệt là thời gian

vận hành bãi chôn lấp, yếu tố này sẽ quyết định được tính chất nước rỉ rac chang han như nước rỉ rác cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa nitơ sẽ thay đổi cấu trúc Thành phần đặc trưng của nước rỉ rác ở một số nước trên thế giới được trình bay cu thé trong Bang 1.2

Bảng 1.2: Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia trên thế giới Canada(ii) Duc (iii) x Columbia(i)

Thanh Phan Don

Vi Pereira Clover Bar |BCL CTR

Trang 21

Bảng 1.3: Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á

Thái Lan Hàn Quốc

Thành Phần Đơn Vị BCL Sukdowop Sukdowop

Trang 22

Đồ án tốt nghiệp: Tinh toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bãi rác Xuân Sơn -Hà Nội, công suất 600m ngày đêm SS mg/L 141-410 400 20 IS mg/L 10.588 — 14.373 | - - N-NH; mg/L 1764-2.128 |200 1.800 N-Org mg/L 300 — 600 - - Phospho tông | mg/L 25-34 - - Cl- mg/L 3.200 —3.700 |4.500 4.500 Zn mg/L 0,873 — 1,267 - - Cd mg/L - - Pd mg/L 0,09 — 0,330 - - Cu mg/L 0,1 — 0,157 - - Cr mg/L 0,495 — 0,657 - - Độ kiêm mgCaCO;/L - 2.000 10.000 VFA mg/L 56—2.518 - -

Nguon: (ii): Kwanrutai Nakwan, 2002

Tuy đặc điểm và công nghệ vận hành bãi chôn lắp khác nhau ở mỗi khu vực nhưng nước rỉ rác nhìn chung đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD, BOD; cao (có thể lên đến hàng chục ngàn mgOz/L) đối với nước rỉ rác mới và nồng độ COD,

BOD thấp đối với BCL cũ Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong khi giá trị pH

của nước rỉ rác tăng theo thời gian, thi hau hết nồng độ các chất ô nhiễm trong nước ri

rác giảm dần theo thời gian, ngoại trừ nồng độ NH; trong NRR cũ rất cao (nồng độ

trung bình khoảng 1.800mg/L) Nồng độ các kim loại hầu như rất thấp, ngoại trừ nồng do sat

Khả năng phân hủy sinh học của nước rỉ rác thay đổi theo thời gian, dé phân hủy trong giai đoạn đầu vận hành BCL và khó phân hủy khi BCL đi vào giai đoạn hoạt động ổn định Sự thay đổi này có thê được biểu thị qua tỷ lệ BODz/COD, trong thời

gian đầy tý lệ này có thê lên đến 80-90%, với tỷ lệ BOD;/COD lớn hơn 0,4 chứng tỏ

các chất hữu cơ trong nước rỉ rác dễ bị phân hủy sinh học còn đối với các bãi chôn lấp cũ, tý lệ này thường rất thấp nằm trong khoảng 0,05 — 0,2 tỷ lệ thấp như vậy do nước ri rác cũ chứa lignin, axít humic va axit fulvic là những chất khó phân hủy sinh học

Trang 23

1.5 Tổng quan về thành phần nước rỉ rác Việt Nam.[13|

Hiện nay, Việt Nam có 3 BCL chất thải rắn sinh hoạt hợp vệ sinh đang hoạt

động như: BCL Nam Sơn, Phước Hiệp số 2, và BCL Gò Cát Mặc dù các BCL đều có

thiết kế hệ thống xử lý nước rỉ rác, hầu hết các BLC đã nhận rác nhưng hệ thống xử lý nước rỉ rác vẫn chưa xây dựng, đây chính là một trong những nguyên nhân gây tồn đọng nước rỉ rác gây ô nhiễm đến môi trường Công suất xử lý của các hệ thống xử lý nước rỉ rác này hầu như không xử lý hết lượng nước rỉ rác phát sinh ra hằng ngày tai BCL, do đó hầu hết các hồ chứa nước rỉ rác ở các BCL hiện nay đều trong tinh trạng đầy và không thể tiếp nhận nước rỉ rác thêm nữa Thậm chí còn có trường hợp phải sử dụng xe bồn để chở nước rỉ rác sang nơi khác xử lý (BCL Gò Cát) hoặc có nơi phải xây dựng thêm hồ chứa nước rỉ rác để giải quyết tình hình ứ đọng nước rỉ rác như hiện

tại BCL là công trình tương đối mới với Việt Nam, do đó việc vận hành BCL chưa

đúng với thiết kế, hoạt động qua tai cia BCL, va su cố xảy ra trong quá trình vận hành (trượt đất, hệ thống ống thu nước ri rác bị nghẹt, ) đã làm thành phần nước rỉ rác thay đổi rất lớn gây ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước rỉ rác

Nước rỉ rác phát sinh từ hoạt động của bãi chôn lấp là một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn nhất đến môi trường Nó bốc mùi hôi nặng nề lan tỏa nhiều kilomet, nước rỉ rác có thể ngắm xuyên qua mặt đất làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và dễ dàng gây ô nhiễm nguồn nước mặt Hơn nữa, lượng nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường sống vì nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước rất cao và lưu

lượng đáng kể Cũng như nhiều loại nước thải khác, thành phần (pH, độ kiềm, COD,

BOD, NH3, SO,, ) và tính chất (khả năng phân hủy sinh học hiếu khí, kị khí, ) của

nước rỉ rác phát sinh từ các bãi chôn lap là một trong những thông số quan trọng dùng để xác định công nghệ xử lý, tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lượng hoá chất tối ưu và xây dựng qui trình vận hành thích hợp Thành

phần nước rỉ rác của một số BCL tại thành phó Hồ Chí Minh được thể hiện ở bảng bên dưới

Trang 25

BOD mg0,/ | 30.000- | LO10- | 18000- | 240-2120 } 33570- | 235-735 L | 48.000 130 | 48.500 56.250 VFA mg/L | 21.878- 16.777 25.182 N-NHB mụL | 297-790 | 1360- ) 760-1550 | 1.590-2.190 | 1.245- 1.765 | 520-785 1720 N-Organic | mựL | 336-678 252-400 | 110-159 | 202-319 §04 mụL | 1.600- 2300- 30-45 2340 25600 Humic mụL 297-359 | 250-350 | 767- 1.150 215-375 Lignin mg/L 2-86 147 12-920 Diu Khodng | mg I~ 165 H3 mg/L | lÚẾ 4 Phenol mg/L 032-0,60 KETQUA

CHITIEU G0 Cat Phước Hiệp Dong Thanh

Trang 28

Số liệu phân tích thành phần nước ri rác cho thấy nước rỉ rác mới tại 3 BCL đều có tính chất giống nhau là có nồng độ COD cao có thê lên đến trên 50.000mOz/L, tỉ lệ BODz/COD cao trong khoảng 0,5 — 0,9; nồng do NH; khong cao va giá trị pH thap đối với nước rỉ rác mới nhưng chỉ sau một thời gian ngắn vận hành nồng độ COD, BOD giảm rất đáng kể, tỉ lệ BOD;/COD thấp, nồng độ NH¿” tăng lên đáng kê và giá trị pH tăng

Kết quả phân tích cũng cho thấy sự khác biệt giữa thành phần nước rỉ rác tại hai BCL Gò Cát và Phước Hiệp, cho đến nay sau hơn 5 năm vận hành BCL Gò Cát nồng độ COD trong nước rỉ rác vẫn còn khá cao trung bình dao động trong khoảng 20.000 — 25.000mgOz/L, tỉ lệ BODz/COD dao động trong khoảng 0,45 — 0,50; với nồng độ NH; cao nhất lên đến > 2.000mg/l, giá trị pH lớn hơn 7,3 Trong khi đó BCL Phước hiệp

hoàn toàn khác biệt, chỉ sau gần một năm vận hành nồng độ COD giảm còn rất thấp

trung bình dao động trong khoảng 2.000 — 3.000 mgOz/L cao nhất đạt đến 5.000 mgOz/L, tỉ lệ BODz/COD thấp dao động trong khoảng 0,15 - 0,30, nồng độ NH; tăng lên trên 1.000mg/L theo thời gian vận hành và giá trị pH lớn 8,0 Giải thích sự khác biệt số liệu giữa giữa hai BCL là do qui trình vận hành của mỗi BCL và hệ thống thu gom NRR ở BCL Phước Hiệp và BCL Gò Cát cũng khác nhau nên dẫn đến thành phần các chất ô nhiễm trong NRR ở 2 BCL cũng khác nhau

Trang 29

CHUONG 2 TONG QUAN VE CAC PHUONG PHAP XU LY NUOC Ri RAC

Nước thải chứa các tạp chat gây nhiễm bân có tính chất rất khác nhau: từ các loại chất rắn không tan đến các chất khó tan và những hợp chất tan trong nước Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại và có thể đưa nước vào nguồn tiếp nhận hoặc tái sử dụng Đề đạt được những mục đích đó, chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chat dé lua chọn phương pháp xử lý thích hợp

Các phương pháp xử lý được chia thành + Các phương pháp xử lý cơ học + Các phương pháp xử lý sinh học +Các phương pháp xử lý hóa lý Hiệu suất của các quá trình xử lý đối với một số thông số ô nhiễm được thể hiện trong Bang 2.1 Bảng 2.1: Hiệu suất xử lý của một số phương pháp

Phương pháp | Xử lý cơ | Xử lý sinh |Đông keo | Hấp thụ bằng | Trao đổi học (%) học (%) tụ(%) than hoat | ion (%) Thong so tinh(%) SS 75 + 90 0 80 + 95 - - BOD; 20 + 35 75 + 95 50+ 75 40 + 70 20 + 40 COD 20 + 35 65 + 90 50+75 40 +95 20 + 50 Nito tong 10 + 35 10 +25 10 +60 Tèt 80 + 95 Kim loại nặng | 20 + 40 30 + 65 80 + 98 10 + 70 80+ 95 E Coli - Khá tốt Tốt Tốt Rất tốt Độ màu = 0 30 + 70 70 + 90 60 + 90 Độ đục §0 + 98 - 80 + 98 60 + 90 70 + 90 Nguồn: Xử Jý nước thải, Hoàng Huệ 2.1 Phương pháp cơ học.|2|

Xử lý cơ học: Gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua sẽ không thay đổi tính chất hóa học và sinh học Xử lý cơ học nhằm tách chất rắn lơ lửng để nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước tiếp theo Bao gồm:

2.1.1 Thiết bị chắn rác

Trang 30

Thiết bị chăn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, máy tách rác có chức năng chăn giữ những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác ) nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Song và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tắm lưới đan bằng thép hoặc tắm thép có đục lỗ tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà phân biệt loại

chắn rác thô hay trung bình hay rac tinh

Sông chắn rác tinh sông chắn rác thô

Hình 2.1 Thiết bị chắn rác 2.1.2 Thiết bị nghiền rác

Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ

lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên nhanh làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể Do vậy phải cân nhắc trước khi dùng

2.1.3 Bé lắng cát

Sau khi nước thải đi qua song chắn rác được đưa đến bề lắng cát Nước vào theo phương ngang và dưới tác dụng của trọng lực các hạt vô cơ như cát, đất sẽ bị rơi xuống hồ thu ở đáy bể và được xả ra ngoài nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí khỏi bi mài mòn, giảm cân nặng ở các công đoạn xử lý sau:

Trang 31

+ Bề lắng cát ngang: Dòng nước chuyển động thắng dọc theo chiều dài của bể Bề có tiết diện hình chữ nhật, thường có hồ thu dat ở đầu bẻ

Hướng chuyển động cửa thanh gạt HO thu cat Đầu vào Đảuya Sơ đổ bể Íng cát nụang (c hử nhật) Hình 2.2 Bề lắng cát ngang

+ Bể lắng cát đứng : dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thành bể Nước được dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể Chế độ dòng chảy khá phức tạp, nước vừa chuyển động vòng vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên trong khi đó các hạt dồn về trung tâm và rơi xuống đáy

+ Bề lắng cát làm thoáng: Để tránh lượt chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn thiết bị phun khí Dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với một

vận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng có

thê lăng

2.1.4 Bễ điều hòa

Là công trình đơn vị dùng đề điều hòa về lưu lượng và tải lượng dòng vào, giảm công suất và đảm bảo hiệu quả các công trình xử lý phía sau, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này

2.1.5 Bé lắng

Là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi nước thải

Dựa vào chức năng và vị tí có thé chia bé lang thành các loại:

+ Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công tình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn, chất bân lơ lửng không hòa tan có khả năng lắng được

Trang 32

+ Bé lang đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi sinh,

bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bề, bể lắng cũng được chia thành các loại giống như bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bề lắng đứng, bề lắng tiếp tuyến Nước vio — Nước ra —] > Xin Hình 2.3 Bễ lắng đứng Máng tràn Vách ngăn hướng dòng Tấm ngăn Tấm ngăn ⁄ Vùng lắng ì Vùng vào Vùng chứa cặn Hình 2.4 Bễ lắng ngang 2.1.6 Bế lọc

Lọc được ứng dụng đề tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thê loại chúng được Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ các vật liệu lọc, vách ngăn xốp cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại Vật liệu lọc được sử dụng thường là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi thậm chí cả than nâu, than bùn hoặc than gỗ Trong nhiều trường hợp người ta dùng than hoạt tính để loại bỏ các thành phần ô nhiễm mà quá trình xử lý chưa xử lý được Việc lựa chọn vật

liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương Hiện nay chủ yếu người ta sử dụng bể lọc khi chất lượng nước đầu ra yêu cầu cao hoặc tái sử dụng

Các loại bễể lọc thường được phân loại như sau: + Bề lọc với vật liệu lọc dạng hạt

Trang 33

+ Bé loc cham + Bé loc nhanh + Cột lọc áp lực Hình 2.5 Bể lọc nhanh 2 chiều 2.1.7 Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các hợp chất phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong một số trường hợp quá trình này cũng

được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt Qúa trình như vậy

được gọi là quá trình tách hay làm đặc bọt Trong xử lý nước thải về nguyên tắc tuyển

nồi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục bọt khí nhỏ vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lục nổi tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo

theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu + Ưu điểm + Đơn giản, dễ sử dụng và quản lý + Rẻ, các thiết bị dé kiém + Hiệu quả xử lý sơ bộ nước thải tốt 4+ Nhược điểm

+ Chỉ hiệu quả đối với các chất không tan

+ Không tạo được kết tủa đối với các chất lơ lửng

Trang 34

2.2 Phương pháp hóa lý.[2]

Là quá trình dùng hóa chất và bể phản ứng nhằm tách SS, kim loại nặng và một phần các chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các công đoạn sau Có các phương pháp chính sau:

2.2.1 Trung hòa

Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau Muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về 6.6 — 7.6

Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit để trung hòa dung dịch nước thải

Một số hóa chất dùng để trung hòa: CaCOs, CaO, Ca(OH);, MgO, Mg(OH);, NaOH, Na;CO;,H;SO¿, HCl, HNO

2.2.2 Phương pháp keo tụ tạo bông

Là một thiết bị có 2 phần; bể phản ứng và bể tạo bông Nước thải được cho đi qua bể phản ứng để hòa trộn với hóa chất keo tụ như phèn nhôm, phèn sắt Để hòa tan hóa chất keo tụ tiến hành khuấy trộn với tốc độ lớn trong thời gian ngắn Trong nước sẽ hình thành các bông keo nhỏ Sau đó nước được đưa qua bể tạo bông và có bổ sung chất trợ keo tụ Nước thải sẽ được khuấy trộn với cường độ thấp và trong thời gian ngắn để các hạt bông nhỏ liên kết với nhau tạo thành bông keo tụ có kích thước lớn hơn và được tách ra khỏi nước thải bằng phương pháp cơ học

Động cơ quay tốc độ chậm Các cổng tiếp tuyến Máng hưng nước thải Buằng khuấy nhanh luẳng khuấy nhan| Câu thang quay Bap tran

Buẳng tạo bông cần

Trang 35

2.2.3 Phương pháp hấp thụ

Là quá trình dùng các chất hấp thụ như than hoạt tính, zeolite để hấp thụ lên

trên bề mặt các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học và các chất gây màu Phương pháp này được sử dụng sau khi xử lý sinh học Hh —— — =TT TC Ti Nuoc sạch aan Toi tram tach sản phẩm Hình 2.7 Sơ đồ tháp lọc hấp thụ

1 Phểu để điều chỉnh pH của nước thải khi dẫn vào tháp; 2,3,4 Tháp chứa than hoạt tính; I Van mở; II Van đóng

2.2.4 Trao đổi ion

Thực chất của phương pháp trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là ionit (chất trao đổi ion) Chúng hồn tồn khơng tan trong nước

Phương pháp này được dùng làm sạch nước nói chung trong đó có nước thải,

loại ra khỏi nước các 1on kim loại như Zn, Cu, Cr, NI, Hg, Pb, Cd, Mn Cũng như

các hợp chất có chứa asen, phosphor, xianua và cả chất phóng xạ Phương pháp này được dùng phổ biến để làm mềm nước, loại ion Ca?+ và Mg”+ ra khỏi nước cứng

Thiết bị trao đổi ion là các chất vật liệu hạt không hòa tan có trong cấu trúc

phân tử các gốc axit hay bazo có thé thay thế được mà không thay đổi tính chất vật lí của chúng và cũng không làm biến mắt hoặc hòa tan Các ion dương hay âm cố định

Trang 36

trên các gốc này đây ion cùng dấu có trong dung dịch lỏng Đó là sự trao đổi ion, cho phép thay đổi thành phần ion của chất lỏng cần xử lý mà không thay đổi số lượng tải toàn bộ có trong chất lỏng trước khi trao đôi

Các chất trao đối ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc

tổng hợp Các chất thường được sử dụng như: zeolit, đất sét, nhôm silic, silicagen, pecmutit, các chất điện l¡ cao phân tử, các loại nhựa tổng hợp + Uu điểm: + Nguyên liệu các hoá chất dễ kiếm + Dễ sử dụng và quản lý + Không gian xử lý nhỏ 4+ Nhược điểm: + Chi phí hoá chất cao

+ Có khả năng tạo ra một số chất ô nhiễm thứ cấp

2.3 Phương pháp sinh học.[7]

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm thành các chất vô cơ và các khí đơn giản nhờ vào hệ VSV có trong nước thải Các VSV này sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển, tăng số lượng tế bào đồng thời làm

sạch các chất hữu cơ hoà tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ

Phương pháp này được sử dụng sau khi loại bỏ các chất phân tán thô ra khỏi nước thải trong giai đoạn xử lý sơ bộ Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải, thì phương pháp sinh học có thể khử các chất như : Sunfic, muối amoni, nitrat là các chất chưa bị oxi hố hồn tồn, sản phẩm của quá trình phân huỷ là các khí: CO;, H;O, N¿ và ion sunfat

Ngày nay người ta xác định rằng, các VSV có thể phân huỷ được tất cả các chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo Các loại VSV thường có trong nước thải là vi khuẩn, nam men, nắm móc, xoắn thể và xạ khuẩn, vi rút, thực khuẩn thể nhưng chủ yếu la vi

khuẩn Vi khuẩn được chia làm hai nhóm :

Vị khuẩn dị dưỡng (Heterrotrophs): Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn cacbon dinh dưỡng và nguồn năng lượng để hoạt động sống, xây dựng tế bảo

Trang 37

e _ Vi khuân hiếu khí : Cần khí oxy để sống

Chat hữu cơ + O; + vi khuẩn hiểu khí _— y„CO; + H;O + Năng lượng e - Vi khuẩn kị khí : Chúng có thê sống và hoạt động ở điều kiện khơng có oxy hố

các chất hữu cơ

Chất hữu cơ+NO; ——— „ CO;+N; + Năng lượng Chất hữu cơ + SO,” ——— CO¿ + H;S + Năng lượng

Chất hữu cơ Axít hữu cơ + CO; + H;O + Năng lượng

CH, + CO, + Năng lượng

e Vikhuan tuỳ nghỉ : Loại nay có thể sống trong điều kiện có hoặc không có oxy Vi khuẩn tự dưỡng (Autotrophs): Loại vi khuẩn này có khả năng oxy hố chất vơ cơ để thu năng lượng và sử dung khí CO; làm nguồn cacbon cho quá trình sinh tổng hợp Trong nhóm này có vi khuẩn nitrat hoá, vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh

Các quá trình sinh học có thể diễn ra trong các khu vực tự nhiên hoặc các bể được thiết kế và xây dựng để phục vụ cho việc xử lý một loại nước thải nào đó

2.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên % Hồ sinh vật

Là ao hồ có nguồn nước tự nhiên, trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxi hoá

các hợp chất hữu cơ như: Vi khuẩn, tảo và các loại thuỷ sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ pH và nhiệt độ tối ưu, nhiệt độ không được thấp hon 60°C

Theo ban chat qua trinh sinh hoa ma chia hồ sinh vật ra các loại hồ sinh vật hiếu khí,

hồ sinh vật tuỳ tiện và hồ sinh vật yếm khí

+ Hồ sinh vật hiếu khí

Quá trình xử lý nước thải trong điều kiện đầy đủ khí oxi, oxi được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ sự quang hợp của tảo Độ sâu hồ sinh vật hiếu khí khơng lớn

khỗng từ 0,5 — 1,5 m

% Hồ sinh vật tuỳ tiện

Có độ sâu từ 1,5 — 2,5 m, trong hồ sinh vật theo chiều lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: Oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẳn hữu cơ Trong hồ

Trang 38

sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất

4+ Hồ sinh vật yếm khí

Có độ sâu trên 3 m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vị khuẩn ky khí Hiệu suất làm giảm BOD; của hồ cao khoảng 70% Tuy nhiên nước thải ra khỏi hồ BOD; vẫn còn cao nên hồ này chỉ áp dụng chủ yếu xử lý nước thải công nghiệp rất

đậm đặc và dùng hồ bậc I1 trong nhiều hệ thống hồ khác

3 Cánh đồng tưới — cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của VSV, ánh sáng mặt trời,

không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải được hấp thụ

và giữ lại trong đất, sau đó các vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngắm vào đất, một phần được cây trồng hấp thụ, phần còn lại chảy vào hệ thống tưới tiêu và chảy ra sông

2.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo + Bề Aerotank

Là bể chứa hồn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bề

trộn đều nhằm giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng Bễ có hệ thống cung cấp đầy đủ khí oxy để VSV hoạt động phân giải các hợp chất hữu cơ trong nước thải Khí ở trong bề, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh trưởng và

phát triển lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Các VSV, vị khuẩn ăn các hợp

chất hữu cơ có trong nước thải, chất dinh dưởng (N, P) và chuyên chúng thành chất trơ không tan và thành tế bào mới

Nước thải sau khi qua bể Aerotank rồi qua tiếp bể lắng II, một phần bùn

trong bể lắng II sẽ được tuần hoàn lại bễ Aerotank nhằm duy trì mật độ vi sinh , một

phần bùn dư còn lại sẽ được đưa vào các công trình xử lý bùn cặn để xử lý

Một số bể Aerotank thường gặp như: Bể Aerotank tải trọng thấp, bể Aerotank tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn, bê Aerotank khuấy trộn hoàn toàn

Trang 39

Hình.2.8 Bé Aerotank

% Bể lọc sinh hoc (Bioflter)

Bể loc sinh học là công trình xử lý nước thải, trong đó nước thải sé di qua

vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng VSV Bé loc sinh hoc bao gồm các thành phần chính như : Phần chứa vật liệu, hệ thống phân phối, hệ thống thu nước sau khi lọc, hệ

thống phân phối khí cho bể lọc

Màng bám dính là một quần thể VSV, chúng sử dụng và phân huỷ chất hữu cơ Xác VSV chết theo nước trôi ra khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lang II Dé

đảm bảo quá trình oxy hoá diễn ra ôn định, oxy được cấp cho bể lọc sinh học có thể là

nhựa phastic, đá granit

4 Bổ lọc sinh học ky khí

Quá trình xử lý ky khí là quá trình sử dụng các VSV trong điều kiện không có oxy để chuyên hoá các hợp chất hữu cơ thành metan và các sản phẩm hữu cơ khác Quá trình này thường được ứng dụng để xử lý ôn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp nồng độ BOD, COD cao

Lọc sinh học ky khí (giá thể có định dòng chảy ngược): Cột chứa đầu vật liệu rắn trơ (đá sỏi, than, tắm nhựa) là giá thể cố định cho vi sinh sống bám trên bề mặt Dòng nước thải phân bố đều đi từ dưới lên tiếp xúc với màng vi sinh bám dính

trên bề mặt giá thể, do khả năng bám đính tốt của màng vi sinh dẫn đến lượng sinh khối trong bể tăng lên và thời gian lưu bùn kéo dài, thời gian lưu nước ngắn, có thể vận hành tải trọng cao Chất rắn không bám dính có thể lấy ra khỏi bể bằng xả đáy và Tửa ngược

+ Bế UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Dòng nước chảy từ dưới lên làm xáo trộn lớp cặn lơ lửng Nước thải được

Trang 40

đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược xuyên qua lớp bùn sinh ra hạt nhỏ (bông mịn) và các chất hữu cơ được VSV tiêu thụ ở đó

Các bọt khí CH¿ và CO; sinh ra và được thu bằng các chụp khí dẫn ra khỏi

bé Dé thu khí tập trung vào phêu không và ngăn lắng, cần thiết phải có tắm hướng dòng Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách hai pha là pha lỏng và pha rắn Pha lỏng được dẫn ra khỏi bê, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn

Trước khi vận hành bể UASB cần xem xét thành phần tính chất nước thải cần xử lý, hàm lượng chất hữu cơ (khi COD < 100 mg/]) trong nước thải thì việc xử lý bang bé UASB không thích hợp

3+ USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration)

Được cải tiến từ qui trình bùn hoạt tính cổ điển kết hợp với quá trình anoxic va vùng lắng bùn lơ lững trong một công trình xử lý sinh học Là một hệ thống kết hợp nên chiếm ít không gian và các thiết bị đi kèm Qui trình USBF được thiết kế để khử BOD, nitrate hóa/ khử nitrtate và khử phốt pho Wastewater influent Screen Basket {Semail Plants) uph Effluent Sludge Slenket Fittration Clarifier

Low Head Axial Pump (Large Plants)

Ai aad ecorluid LSBF *#=tionEiement< TS Process USBF reactor Hinh 2.9 Bé USBF Uudiém:

+ Hiệu quả cao, ôn định về tính sinh học

+ Nguồn nguyên liệu đễ kiếm, hầu như là có sẵn trong tự nhiên + Thân thiện với môi trường

+ Chỉ phí xử lý thấp

Tiêu đề	Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Bãi Rác Xuân Sơn — Hà Nội, Công Suất 600m3 Ngày Đêm
Tác giả	Huỳnh Ngọc Minh
Người hướng dẫn	TS. Thái Phương Vũ
Trường học	Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TPHCM
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Môi Trường
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2017
Thành phố	TP.HCM

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	40,66 MB