Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt giai đoạn 2 cho thành phố biên hòa, tỉnh đồng nai, công suất 3000 m3 ngày đêm

Trang 1

BO TAI NGUYEN VA MOI TRUONG

DAI HOC TAI NGUYEN VA MOI TRUONG THANH PHO HO CHi MINH

KHOA MOI TRUONG

BO MON KY THUAT MOI TRUONG

DO AN TOT NGHIEP

THIET KE HE THONG XU LY NUOC THAI SINH HOAT CHO TP.BIEN HOA,

GIAI DOAN 2,

CONG SUAT 3.000 MỶ/NGÀY.ĐÊM

SV THUC HIEN :HUYNH THI BAO TRAM

MSSV: 0450020469

GVHD: PSG.TS TON THAT LANG LUUY:

Tài liệu trong thư viện điện tử của trường Đại học Tài nguyên và Mơi trường TP HCM chỉ duge str dungtitoanuc đích học tập và nghiên cứu cá nhân

Nghiêm câm mọi hình th , in an phục vụ các mục đích khác nếu khơng được sự chấp thug a bản hoặc của tác giả

Trung tâm Thơng tin- Thu léy tra họng cam ơn Quy NXB, Quy Tac gia da

tạo điều kiện hỗ trợ việc hoŠ*táp53ÌÈ hiên cứu của các bạn sinh viên

TP.HCM, 04/2017

Trang 2

BO TAI NGUYEN VA MOI TRUONG ; CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM TRUONG DAI HOC TAI NGUYEN VA Độc lập — Tự do — Hạnh phúc

MƠITRƯỜNGTPHM O ——————

_KHOA MƠI TRƯỜNG _ BỘ MƠN KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG

NHIỆM VỤ ĐỎ ÁN TĨT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: Huỳnh Thị Bảo Trâm MSSV: 0450020469 NGANH: Cơng nghệ kỹ thuật mơi trường LỚP: 04LTĐH_MT

1 Tên Đồ án: Tính tốn và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho TP.Biên Hồ,

giai đoạn 2, cơng suất 3.000 mỶ/ngày đêm

2 Nhiệm vụ Đồ án:

- _ Tổng quan về nước thải và đặc trưng của nước thải sinh hoạt

- _ Đề xuất 02 phương án cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt, từ đĩ phân tích lựa

chọn cơng nghệ thích hợp

- _ Tính tốn các cơng trình đơn vị của phương án đã chọn

-_ Tính tốn và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thơi khí, ) cho các cơng trình

đơn vị tính tốn trên

Khai tốn sơ bộ chi phí xây dựng cơng trình

- _ Vẽ bản vẽ mặt bằng, mặt cắt và các bản vẽ chỉ tiết của các cơng trình đơn vị 3 Ngày giao nhiệm vụ: 28/11/2016

4 Ngày hồn thành nhiệm vụ: 03/04/2017

5 Họ và tên người hướng dẫn: PGS.TS Tơn Thất Lãng

6 Phần hướng dẫn:

- Giáo viên hướng dẫn sinh viên hồn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp được giao

trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

7 Ngày bảo vệ Đồ án:

8 Kết quả bảo vệ Đồ án: [IXuấtsắc; LlGiỏi OKha; L[lĐạt Nội dung Đồ án tốt nghiệp đã được thơng qua bộ mơn

Ngày tháng năm

NGUGI PHAN BIEN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

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

PGS.TS Lê Hồng Nghiêm PGS.TS Tơn Thất Lãng

CHỦ NHIỆM BỘ MƠN TRƯỞNG KHOA

Trang 3

Đơ án tốt nghiệp „ „ ‹

Tính tốn và thiét kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm

LOI NOI DAU

Để cĩ thể hồn thành tốt đồ án này, em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy

Tơn Thất Lãng, giáo viên hướng dẫn đồ án này đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu về cơng tác thiết kế hệ thống xử lý nước thải để hồn

thành tốt đồ án mơn học này

Em xin chân thành cám ơn thầy cơ khoa Mơi trường trường Đại học Tài nguyên

và Mơi trường Tp Hồ Chí Minh luơn tạo điều kiện thuận lợi và dìu dắt cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án

Em xin chân thành cám ơn cha mẹ đã luơn hỗ trợ và động viên em trong suốt

thời gian qua

Sau cùng em xin cám ơn các bạn trong lớp 04ĐHLT_MT đã chia sẻ những hiểu biết và kinh nghiệm tính tốn thiết kế trong suốt quá trình học tập cũng như trong lúc

lam dé án

Em xin chan thanh cam on!

TP.Hồ Chí Minh, 3 tháng 4 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Huỳnh Thị Bảo Trâm

SVTH: Huynh Thi Bao Tram

Trang 4

Đồ án tốt nghiệp ;

Tính tốn và thiêt kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoại cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm

TOM TAT DO AN

Đồ án “Tính tốn và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho TP Biên

Hồ, giai đoạn 2, cơng suất 3.000mỶ/ngày.đêm” được trình bày gồm phần lời nĩi đầu,

7 chương: (1)Mở đầu (2)Tổng quan về Thành phố Biên Hồ và nước thải phát sinh,

(3)Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải, (4)Đề xuất va lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải Thành phố Biên Hồ, (5)Tính tốn các cơng trình đơn vị, (6)Khai tốn

kinh tế - Vận hành — Bảo trì thiết bị, (7)Kết luận - Kiến nghị Đồ án được thực hiện

với 7 bản vẽ gồm: Bản vẽ sơ đồ cơng nghệ, bản vẽ mặt bằng và các bản vẽ chỉ tiết của các cơng trình xử lý trong hệ thống xử lý nước thải

Các thơng số đầu vào của hệ thống xử lý nước thải gồm: pH = 6,8, SS = 250

mg/l, BOD; = 280 mg/l, COD = 460 mg/I, dau mo = 55 mg/l, tong N = 80 mg/l, tổng P

= 8 mg/l, Coliform = 2,8.10° MPN/100ml Lựa chọn dây chuyền cơng nghệ xử lý cho nguồn nước thải trên bao gồm các cơng trình: Song chắn rác, bê lắng cát, bể thu gom, bể tách dầu, bể điều hồ, bể lắng, bể SBR, bể khử trùng, bể chứa và phân hủy bùn

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp „ „ ‹

MỤC LỤC

0:09) 10519.001.100 .- )HD)H,A ƠỊỎ 1 1.1 SỰ CÀN THIẾT CỦA ĐƠ ÁN -2-©2+2222E12E122122122121221121211211211 2112212 cxeE 1 1.22 MỤC TIÊU CỦA ĐƠ ÁN .-2 222222225222122112211221221122121122112E12EEEEE2exeE 2 1.2 NỘI DUNG CỦA ĐỎ ÁN 2-22-2222E2212212112112212212211122121211 2112112111 xe 2 1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN -22©2222222E2E1222522512251221222122112212211221122x xe 2 1.4 GIỚI HẠN CỦA ĐƠ ÁN -22-22222212212112112112212212211122121211211 2112111 cxeE 2 1.5 Ý NGHĨA CHUONG 2: TONG QUAN VE THANH PHO BIEN HOA VA NUOC THAI D700): 0 A ƠỎ 4 2.1 TƠNG QUAN VẺ THÀNH PHĨ BIÊN HỒ 22 ©22222222E22EE22252252225222xe2 4 LINN/.r:.rhnnggGGŨ 4 P8? 1.08" nen 4 2.1.3 Đặc điểm khí hậu — khí 2-0 PP0778 1+1_Ạ 5

2.1.4 Đặc điểm về chế độ thuỷ văn và thuỷ lực -©2cscccccccxcccxrerkeerreerres 5 DAS D&C iM XG NGL ooeececccsccseseessessseesessesssessssssvessesssesssesssssessuesseessesssesseesstsseesseeeaee 5

2.1.6 Hoat d6ng kinh té

2.1.7 Tiềm năng phat tiGi ecccccccccccccssssessssesssessseesssessssesssessseesssesssesssesssiesssesssverseesese 6

2.2 TONG QUAN VE NUGC THAI SINH HOAT THANH PHO BIEN HOA 7

2.2.1 Ngun gOc phat SiN oecccccccccsscessseessssesssesssesssesssussssesssecsssesssesssesssesssessseesseeeese 7

2.2.2 Thành phân và tính ChAL s cccccccccccessscesssesssessssesssesssesssecsssessseesssesssesssessserseeeese 7 2.2.2.1 Các thơng số vật lý - 22-2222 22221222112111221122112211221121 211 cre 7 2.2.2.2 Các thơng số hố học 2-22 +22222EE22EE22EEE1221227112211222112211 222.0 § 2.2.2.3 Các thơng số vi sinh -s+222222E2+2EE22E1122112711271122112211211 2E Xe 10

2.2.3 Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với mơi trường và con người 11

2.2.3.1 Đối VOU MOH HUN eee eecceecsseecssecsseessvessseeesteceseesssessueesstessseesssesases 11 2.2.3.2 DGi VOI COM NUK ec eecceccceesssessseesssesssesssessseessseceseesssessieesstecsieseseeesees 12

2.2.4 Hiện trạng nước thải sinh hoạt cua Thanh phố Biên Hồ hiện nay 14

CHUONG 3: TONG QUAN VE CAC PHUONG PHAP XU LY NUOC THAI 15

3.1 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 2- -22+222+2E222EEE+2EEztrrrrree 15

3.1.1 Song chắn rác — Lưới chắn rắc . s-©cce+cc+c2EEtEEEtEEEEE.EE.crrerrve 15

3.1.2 Bề lắng cát -s-©5cc 22 221222112221.2211221112T12.12121111 re 16 B.L3 BE LGN oecccccccccsscsssssesssessssessseesssesssussisessseessssssiesssessssssssesssestssesssstasesssessseetses 16 3.1.3.1 Bé lang ding ooo cecceccceesssessseesssesssessssessseesssessseesssessseesseessseesssesseeeess 16 3.1.3.2 Bê lắng nganng oe eecsceccsessssessseesssessseesssessseesseessseessesssesssessieesseessseeese 17

Trang 6

Tính tốn và thiêt kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoại cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm 3.1.3.3 Bê lắng ly tâm -2-©-22222+2EEE22E1227112211271127112112271122112111 11 1 re 17 E521) ẲỊỤỤ 18 BLS BE LOC nh h— A 18 EU, TT 7 nan 18

3.2 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỐ HỌC - HỐ LÝ 2222 19

3.2.1 Bể trung hồ — Bề keo tụ - Bể tạo ĐƠ HB Bà tk hien 19

3.2.1.1 Trung hịa

3.2.1.2 Keo tụ — tạo bơng

3.2.2 BỀ thyể ni -25- 252222 EE2222122112221127112211121112211.1111 re

L7 108 nan aẽaaaŨ

3.3 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 2 22+222+2E+2EE+2EEzEExzrxcer 21

3.3.1 Xử lý bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên - 22

3.3.1.1 Hồ sinh học -2-22+22E22EE27EE27E27112711211271E212122 re 22 3.3.1.2 Cánh đồng tưới — Cánh đồng lọc 22 +s+2EE+2EEE+E2Et2EEerrrrrrree 23

3.3.2 Xử lý bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo - 23

3.3.2.1 Bề lọc sinh học 2-52s+22+2EE222527112212711271222E2712 re 23

3.3.2.2 Bề hiếu khí cĩ bùn hoạt tính — bể Aerotank 22-22222222 23

3.3.2.3 Quá trình xử lí sinh học ky khí — bể UASB 2222222 25212 se 24 3.3.2.4 Bé loc sinh hoc theo mé SBR u cccccccccccccessecsecsesecsesecsessesessessestsseseseesesee 25

3.3.2.5 BE MBBR 0 c.ssssssseeseesseesseevsesseessvesecesecesesssessevssessevsssessessevsseesstssseseeeeees 27 3.4 MOT SO HE THONG XU LY NUGC THAI SINH HOẠTT 22s 31 3.4.1 Hệ thống xử lý nuéc thai TP.Can Tho, cong sudt 24.000m*/ngay.dém 31

Trang 7

Tính tốn và thiêt kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoại cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm 4.2 LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ 2-©2222EE22E1322211271E171E771E271E 721.7 re 40 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ, 46 5.1 SONG CHẮN RÁC 7222222222712711271.2 E271 Errerererree 46 1/2 46 851,1, 8666ốớẽaA 46 5.2 BE THU GOM 2+2222EE22E12711271271177127E.7 2 E ererree 49 1/2 49 851,1, 8666ốớẽaA 49 5.3 BẺ TÁCH DẦU -2+22222E22E52711271271127122E2712 Eerererreo 51 “1/2 31 41! 866 6 ựgậ 31 5.4 BẺ LẮNG -222222222221271227 2 E27 EEEererererrerrerrererree 57 X1 //2.n mm 57 224/02 n 57 5.5 BẺ ĐIÊU HỒ -2-222+2E22EE27E5271271127127E271E27E T re 52 “2 52 75/717 7888 53 5.6 BÊ SBR 2221 21221221212211211211211211 1121122121121 Eerrree 61 X8 //.2.n nh 61 x172/,/17 78 88 61 5.7 BE KHU TRUNG Luo ccecceccsessessessecssesvessesucssessessessessessecsussuesuesuessessesuessessesaeeseaseese 71 J 7D NAGE VU hố 71 235L) 886688 71 5.8 BÊ CHỨA BÙN -©2-S2s2E12E12E12E122122127121211211211211211211211211211 2.21 eEcxeE 72 X8 //.2.n na 72 72/71 78 88 72 5.9 BÊ NÉN BÙN 52-22 21221211211211211221 2212112122122 Eerrree 73 "5# 7 73 "5572/17 78 8 73 5.10 MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI 2-52+2S2EE22E92E12E12E12E12E122122127127122221 2222 cxe2 76 //60 /,/2.8.7ẼẺẼ8e 5.10.2 Tính tốn

CHƯƠNG 6: KHAI TỐN KINH TẾ - VẬN HÀNH - BẢO TRÌ THIẾT BỊ .79 6.1 KHAI TỐN KINH TẾ 2 ©2s+23SEE+EE+EE+EE92E92E12E12512212112212212712712221221 22 2xe2 79

6.1.1 Chỉ phí xây dựng và thiết bị 25s +ckcEEEE2E,11122112212 re 79 6.1.2 Chỉ phí quản lý và vận hiànhh à- + tt E*EEEE+EEkE+tEekeeEstkersrrekrrrserrre 85

SVTH: Huỳnh Thị Báo Trâm

Trang 8

6.2 VẬN HÀNH HỆ THĨNG -2 2+2222EE2EE22E127E127172127171171E21 1E ee 86 6.2.1 Nguyén tac VGN NGNN cccccccccscsessscesssesssscsssessssesssessssesssessssesssesssuessseseseesesectses 86

6.2.2 Vein Ranh KY thuGit .ccccccccccesscessseesssesssessssssssessssessseesssesssesssesssesssuesssesesuesssecssee 86

6.2.3 Vận hành hệ Vì SIH1Ì 4 E18 8155118115811 1558 8115511115111 1211111111111 1111k krg 87

6.2.4 Yêu cầu đối với người vận hành 87

Trang 9

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD: Nhu cầu oxy sinh hĩa

TP: Thành phố

COD: Nhu cầu oxy hĩa học DO: Nong dé Oxy hoa tan

E/M: Tỷ lệ thức ăn trên VSV

MLSS: Nơng độ bùn hoạt tính theo SS MLVSS: Nồng độ bùn hoạt tính theo VSS QCVN 14: 2008/BTNMT: Quy chuẩn Việt Nam — Bộ Tài Nguyên Mơi Trường SS: Chất rắn lơ lửng TSS: Chat rắn lơ lửng tổng cộng VSV: Vi sinh vat XLNT: Xử lý nước thải

Trang 10

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Vị trí địa lý TP.Biên Hồ ©222222222222222222212227112222122271122211127112222X2 4

Hình 3.1 Song chắn rác 2-©-2+2+++2EEE22212221122212271117111211127112112211 211 e1 re 15

Hình 3.2 Bê lắng đứng 22 22222E22EE2EE1127112271127112271117111211121112211211 1e 17

Hình 3.3 Bê lắng ngang 2-©22-©222+2EE2EE11221122711271127111711121122711221121111 E1 17

Hình 3.4 Bê lắng ly tâm 2-©22-2222+2EE2EE1127112271127112271117112111271121121111 e1 re 18 Hình 3.5 Bê điều hịa 22-22 222222222122272122271122271122711222711222122211222122222 ca 19

Hình 3.6 Bê tuyển nỗi -©22222S222E92E1227112711227112711271117112112211211212 2e 20

Hình 3.7 Bê UASB 2-222222221222221122711222111221122201122221222221222222222 ca 24 Hình 3.8 Bê SBR 22222 2222222211222211227112222122222122221122212222222122222 re 26 Hình 3.9 Mơ ta quá trình xử lý của bề MBBR hiếu khí (a) và thiếu khí (b) 28

Hình 3.10 Giá thể loại K1, K2 và K3 2-222222222222221122271222211222212222 cee 29

Hình 3.11 Giá thể Natrix và Biofđilm Chip M 22©2222EE2+2EE22EE22EEE.2EEerrrrrrrer 29

Hinh 3.12 Mang Biofilm trên giá thê 22-2222 222222222222227122222122271122211222221Xee 30

Hình 3.13 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt TP.Cần Thơ 2-©22+222222£ 31

Hình 3.14 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cơng ty Furukawa - 32

Hình 3.15 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt TP.Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng c2 n2 net 33

Hình 4.1 Sơ đồ phương án l 2-©22+EE+EEE22EEE2EEE227EE1711227122711221122211211 E1 re 37 Hình 4.2 Sơ đồ phương án 2 2-22 ©2s+2EE2EEE22EEE22E122711171122712171121112211211 E1 re 39

Trang 11

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Thơng số giá thể MBBR 22 2+2 SEEE22EE2171127121711121122711211 2.1 ye 28

Bảng 4.1 Hệ số khơng điều hịa chung 2- 22 2222EE+EEE2EEE2EEE22E22222E2222.2E re, 34 Bang 4.2 Chỉ số đầu vào và yêu cầu đầu ra của nước thải 2-22 ©zz+2zs+zzz 36 Bang 4.3 So sánh giữa Aerotank và bê SBR 2-222 2222222 22212221222212221 E2 ccre 40

Bảng 4.4 Bảng hiệu suất xử lý qua các cơng trình đơn vị của phương án l 42 Bảng 4.5 Bảng hiệu suất xử lý qua các cơng trình đơn vị của phương án 2 44

Bảng 5 I Thơng số thiết kế của các loại song chắn rác 2- 2+2z+2zzz+zzz+rzz 46 Bảng 5.2 Các thơng số thiết kế bể thu gom -2-©22+2222EE£+EEE+2EE2+EEE+EEEerrrrrrrex 51

Trang 12

CHUONG 1

MO DAU

1.1 SỰ CÂN THIẾT CUA DO AN

e “Phat trién bén vững là sự phát triển nhằm đáp ứng những yêu cầu của hiện tai,

nhưng khơng gây trở ngại cho việc đáp ứng nhu cầu của thế hệ mai sau.” Đây chính là mục tiêu của đất nước ta hiện nay Nền kinh tế của nước ta đang ngày càng

phát triển, tiến trình Cơng nghiệp hĩa ngày càng được hồn thiện, tuy nhiên cùng với sự đi lên của nền kinh tế là sự đi xuống ngày càng trầm trọng của mơi trường

e_ Nếu muốn ngành cơng nghiệp phát triển thì chúng ta phải thu hút vốn đầu tư

nước ngồi cũng như vốn đầu tư trong nước để xây dựng các cơng ty, xí nghiệp, nhà máy Song song với việc phát triển về quy mơ cũng như chất lượng sản phẩm thì lượng chất thải đưa ra mơi trường cũng ngày nhiều Và một thực tế nữa là nơi nào cĩ khu cơng nghiệp thì sẽ phải tập trung nhiều dân cư Vấn đề nước thải sinh hoạt cũng cần được quan tâm đúng mức

4.182 người kmẺ Biên Hịa cĩ 30 đơn vị hành chính trực thuộc: gồm 23 phường

(An Bình, Bửu Hịa, Bình Đa, Bửu Long, Hịa Bình, Hồ Nai, Long Bình, Long

Bình Tân, Quyết Thắng Quang Vinh, Thanh Bình, Tam Hiệp, Tam Hịa, Tân Biên, Thống Nhất, Tân Hiệp, Tân Hịa, Tân Mai, Tân Phong, Tân Tiến, Tân Vạn, Trảng

Dài, Trung Dũng và 7 xã ( Hĩa An, Hiệp Hịa, Tân Hạnh, An Hịa, Long Hưng,

Phước Tân, Tam Phước) Vì thế nhu cầu sử dụng nước ở Thành phố Biên Hịa là

rất lớn Mặc khác thành phố chưa cĩ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt nên mỗi

ngày tồn thành phố thải ra sơng và các con suối khoảng 40.000 mỶ nước thải/ngày đổ ra sơng, suối nên gây ơ nhiễm nguồn nước

e_ Sơng Đồng Nai nhiều năm đã phải gồng mình gánh chịu nước thải cơng nghiệp chưa qua xử lý hay xử lý chưa đạt tiêu chuân đỗ vào và thêm một nguồn thải nữa là

nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý Mặc dù, chúng ta ai cũng biết địng sơng cĩ khả

năng tự làm sạch nhưng với một lượng nước thải quá mức như vậy thì dịng sơng sé mat dan đi khả năng tự làm sạch vốn cĩ của nĩ và dịng sơng sẽ ơ nhiễm hết sức nghiêm trọng Đồng thời sơng Đồng Nai là nguồn cung cấp nước của các nhà máy

xử lý nước cấp cho các tỉnh Bình Dương, Đồng Nai và thành phố Hồ Chí Minh

Trang 13

Tính tốn và thiết kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giải đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm

3.000m/ngày.đêm” được ra đời Trong đĩ mục tiêu chính của đề tài là xử lý nguồn thải sinh hoạt của thành phố Biên Hịa đạt chuẩn đầu ra Qua đĩ cải thiện được mơi trường sống và giúp sơng Đồng Nai giảm bớt được gánh nặng ơ nhiễm

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỊ ÁN

e_ Để giải quyết các vấn đề mơi trường của nước thải sinh hoạt cho thành phố Biên Hồ, mục tiêu đề ra là tính tốn và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt QCVN 14:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt) loại B để thải vào nguồn tiếp nhận với cơng

suất khoảng 3.000 m”/ngày đêm

1.2 NOI DUNG CUA DO AN

e Đánh giá về thành phần, tính chat nước thải sinh hoạt

e _ Tìm hiểu các phương pháp và cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

e _ Đề xuất phương án tối ưu, tính tốn thiết kế chi tiết các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý đã đề ra 1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Trong quá trình thực hiện luận văn đã sử dụng các phương pháp sau e Phương pháp kế thừa e Phuong pháp khảo sát e_ Phương pháp trao đổi với chuyên gia e Phương pháp so sánh

1.4 GIOI HAN CUA DO AN

Tính tốn và thiết lễ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phố Biên Hồ, tinh

Đồng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000m”/ngày.đêm

1.5 Ý NGHĨA

e Thực tiễn

+ Gĩp phần hồn chỉnh sở hạ tầng cho thành phố Biên Hồ nhằm giải quyết vấn

đề ơ nhiễm nước sơng hiện nay, đặc biệt là sơng Đồng Nai

+ Giảm thiểu sự ơ nhiễm mơi trường đồng nghĩa với việc bảo vệ nguồn tài

nguyên thiên nhiên

+ Tạo việc làm cho người dân khi triển khai dự án

+ Giảm thiểu tác động đến mơi trường, sức khỏe cộng đồng, gĩp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân ở khu vực

Trang 14

+ Việc xây dựng hệ thống cịn là chủ trương đúng đắn theo định hướng phát triển của Đảng và Nhà nước

e Khoa học

Trang 15

Đồ án tốt nghiệp „ „ `

Tinh tốn và thiết kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm

CHƯƠNG 2

TONG QUAN VE THANH PHO BIEN HOA VA NUOC THAI PHAT SINH

2.1 TONG QUAN VE THANH PHO BIEN HOA

2.1.1 Vi tri dia ly

Hinh 2.1 Vi tri dia ly TP.Bién Hoa

e C6 dién tích tự nhiên là 26.413 ha Thành phố Biên Hịa nằm ở phía Tây của

tỉnh Đồng Nai, Bắc giáp huyện Vĩnh Cửu, Nam giáp huyện Long Thành, Đơng

giáp huyện Trảng Bom, Tây giáp huyện Dĩ An, huyện Tân Uyên (tỉnh Bình

Dương) và Quận 9 (TP Hồ Chí Minh)

e_ Thành phố Biên Hịa cĩ 30 đơn vị hành chính gồm 23 phường: An Bình, Bình

Đa, Bửu Hịa, Bửu Long, Hịa Bình, Hồ Nai, Long Bình, Long Bình Tân, Quang

Vinh, Quyết Thắng, Tam Hiệp, Tam Hịa, Tân Biên, Tân Hiệp, Tân Tiến, Tân Hịa, Tân Mai, Tân Phong, Tân Vạn, Thanh Bình, Thống Nhất, Trảng Đài, Trung Dũng

và 7 xã: Hĩa An, Hiệp Hịa, Tân Hạnh, An Hịa, Long Hưng, Phước Tân, Tam

Phước

2.1.2 Địa hình

e_ Địa hình thành phố Biên Hồ hết sức phức tạp và đa dạng: đồng bằng, chuyên

tiếp giữa đồng bằng và trung du Địa hình dốc dĩan2 từ Bắc xuống Nam và từ

SƯTH: Huỳnh Thị Bảo Tì râm

Trang 16

Đơng sang Tây Khu vực phía Đơng và Bắc thành phĩ, địa hình cĩ dạng đổi nhỏ, dốc thoải khơng đều, nghiêng dần về phía sơng Đồng nai và các suối nhỏ Cao độ

lớn nhất là 75m, cao độ thấp nhất là 2m Về mùa mưa lũ tràn từ Bắc xuống Nam và

từ Đơng sang Tây Nam Khu vực phía Tây và Tây Nam, địa hình chủ yếu là đồng bằng Ven bờ phải sơng Đồng Nai là vùng ruộng vườn xen lẫn nhiều ao hồ do lấy

đất làm gạch, gốm Cao độ tự nhiên trung bình 1 — 2m Khu vực cù lao cĩ cao độ

thấp từ 0,5 — 0,8m., hầu hết là rượng vườn xen lẫn khu dân cư Khu vực trung tâm thành phĩ Biên Hồ cĩ cao độ trung bình từ 2 — 10m, mật độ xây dựng dày đặc

e_ Các suối phần lớn bắt nguồn từ ngoại ơ chảy qua thành phố làm nhiệm vụ thu

gom nước mưa của từng lưu vực và xả ra sơng Đồng Nai Nhưng do địa hình phức tạp nên thời gian tập trung dịng chảy rất nhanh gây ra ngập lụt về mùa mưa kể cả ở

thượng lưu và hạ lưu

2.1.3 Đặc điểm khí hậu — khí tượng

® Do chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới giĩ mùa chính vì vậy thời tiết thành

phĩ Biên Hịa chia thành 2 mùa rõ rệt gồm mùa mưa và mùa khơ Mùa mưa thường

bắt đầu từ tháng 5 và kéo dài đến tháng 10, mùa khơ thường bắt đầu từ tháng

11 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình trong năm từ khoảng 25,4 °C đến

27,2 °C

2.1.4 Đặc điểm về chế độ thuỷ văn và thuỷ lực

e_ Về thuỷ văn: Chế độ thuỷ văn của sơng Đồng Nai từ Hiếu Liêm trở ra đến cửa

Xồi Rạp (cửa sơng) là chế độ bán nhật triều chịu tác động mạnh bởi chế độ thuỷ triều từ biển Đơng, cơ bản mỗi ngày cĩ 2 lần triều lên và triều xuống, một chu kỳ triều thường 14 -15 ngày, biên độ triều cực đại tại Biên Hồ khoảng 3km

e Về thuỷ lực: Đoạn sơng chảy qua thành phố Biên Hồ truy chỉ dài hơn 14km, nhưng lại cĩ nhiều cơng trình trên và ven sơng như: cầu Hố An, cau Ghénh, cau Đồng Nai, và nhiều cảng sơng, nhà áy chợ, nhà cửa và các cơng trình cơng cộng Các cơng trình trên và ven sơng, cùng với đặc điểm địa hình của lịng sơng đã làm cho chế độ dịng chảy của đoạn sơng này hết sức phức tạp

2.1.5 Đặc điểm xã hội

e Theo thống kê tính năm 2016, dân số thành phố khoảng 1.104.495 triệu

Nguyên nhân của sự gia tăng dân số thành phố là do số dan di cư rất lớn từ các nơi

khác đến để làm tại các khu cơng nghiệp Thành phần dân cư thành phố Biên Hịa phần lớn là người Kinh, ngồi ra cịn cĩ một bộ phận người gốc Hoa sinh sống chủ

Trang 17

quá đơng từ các tỉnh phía Bắc đến tận miền Tây Nam Bộ tập ở đây rất đơng và khĩ kiểm sốt

e Hién nay, thành phố Biên Hịa là thành phố thuộc tỉnh cĩ đân số cao nhất Việt

Nam và là thành phố cĩ dân số đơ thị cao thứ 4 Việt Nam (sau TP.Hồ Chí Minh,

Hà Nội và Hải Phịng)

2.1.6 Hoạt động kinh tế

e_ Biên Hịa cĩ tiềm năng to lớn để phát triển cơng nghiệp với nền dat lý tưởng, thuận lợi cho việc xây dựng kết cấu hạ tầng khu cơng nghiệp, cĩ nguồn tài nguyên

khống sản với trữ lượng khai thác đáng kê, nhất là tài nguyên khống sản về vật

liệu xây dựng, thuận lợi về nguồn cung cấp điện, cĩ nguồn nước dồi dào đủ cung cấp nhu cầu sản xuất và sinh hoạt (sơng Đồng Nai)

e Ngồi ra nguồn nhân lực với trình độ cao đã tăng cường nguồn lực con người cho yêu cầu phát triển cơng nghiệp hĩa - hiện đại hĩa Về cơ cấu kinh tế, năm 2015 cơng nghiệp - xây dựng chiếm 61,68%, dịch vụ chiếm 38,17% và nơng lâm nghiệp

chiếm 0,15%

2.1.7 Tiềm năng phát triển

e_ Với những định hướng, tiềm năng và sự phát triển về kinh tế, Đồng Nai đang

định hướng để nâng cấp thành phố Biên Hịa và xây dựng những đơ thị vệ tinh phát

triển xung quanh thành phố này ở các huyện lân cận như Trảng Bom và Long Thành, Vĩnh Cửu, Nhơn Trạch Hiện nay, thành phố này là một trong những thành

phố đơng dân, hiện đại và phát triển nhất cả nước

e_ Trong tương lai thành phố Biên Hịa sẽ là một đơ thị vệ tinh độc lập trực thuộc

trung ương trong vùng đơ thị thành phố Hồ Chí Minh Trong thời gian tới, thành

phố tiếp tục thực hiện các dự án khu dân cư tại các phường, xã (Bửu Long, Quang Vinh, An Bình, Long Bình, Long Bình Tân, Trảng Dài, Tân Phong, Hĩa An, Tam

Phước, An Hịa), phát triển và cải tạo cảnh quan, khuyến khích phát triển xã Hiệp

Hịa (Cù lao Phĩ), phát triển hệ thống đường xá nối thành phố Biên Hịa với cù lao

Hiệp Hịa, tập trung phát triển cơng nghiệp và dịch vụ, giảm tỷ trọng nơng - lâm

nghiệp, hồn thiện về mặt kiến trúc và cảnh quan đơ thị Nhanh chĩng đầu tư, cải

tạo và xây dựng khu cơng nghiệp Biên Hịa I thành khu Trung tâm tài chính -

thương mại Biên Hịa Mặc dù đã đạt mục tiêu đơ thị loại I với nhiều dự án chỉnh trang đơ thị, cơ sở hạ tầng xã hội, tuy nhiên theo lãnh đạo Ủy ban Nhân dân Thành

phĩ Biên Hịa thì việc mức sống của người chưa được cao thì việc trở thành đơ thị loại I sẽ khơng cĩ ý nghĩa

Trang 18

2.2 TONG QUAN VE NUOC THAI SINH HOAT THANH PHO BIEN HOA

2.2.1 Nguồn gốc phát sinh

e Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh

hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giữ, tây rửa, vệ sinh cá nhân, Chúng thường được

thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các cơng trình cơng cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt của một khu đơ thị phụ thuộc vào dân SỐ, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thốt nước

e Các trung tâm đơ thị thường cĩ tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nơng thơn, do đĩ lượng nước thải sinh hoạt tính trên đầu người cũng

cĩ sự khác biệt giữa thành thị và nơng thơn

2.2.2 Thành phần và tính chất

e Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại

+ Nước thải nhiễm bân do chất bài tiết của con người trong các phịng vệ sinh

+ Chất thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bả từ nhà bếp, các chất rửa trơi, kể cả làm vệ sinh san nha

e _ Nước thải sinh hoạt thơng thường chiếm khoảng 80% lượng nước được cấp cho

sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, ngồi ra cịn cĩ các thành phần vơ cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm

Nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt thường dao động từ 150+450mg/1 theo trọng lượng khơ Cĩ khoảng 20+40% chất hữu cơ khĩ bị phân

hủy sinh học

Trang 19

+ Các chất hữu cơ khơng ta

+ Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nắm, động vật nguyên sinh )

b Mùi: Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H;S mùi trứng thơi Các hợp chất

khác, chẳng hạn như Indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều

kiện yếm khí cĩ thé gay ra những mùi khĩ chịu hơn cả H;S

c Độ màu: Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, cơng nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phâm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Don vi do độ màu thơng dung 1a mgPt/L (thang do Pt Co) Dé mau 1a mét thơng số thường mang tính chất cảm quan, cĩ thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải

2.2.2.2 Các thơng số hố học

a Độ pH của nước

e pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ cĩ trong dung dịch, thường được

dùng dé biểu thị tính axit và tính kiềm của nước

e Độ pH của nước cĩ liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hồ tan trong nước pH cĩ ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH cĩ ảnh

hưởng đến các quá trình trao chất điễn ra bên trong cơ thê sinh vật nước Do vậy

rất cĩ ý nghĩa về khía cạnh sinh thái mơi trường

b Nhu cau oxy héa hgc (Chemical Oxygen Demand — COD)

e Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hĩa học là lượng oxy cần thiết dé oxy hĩa các chất hữu cơ trong nước bằng phương pháp hĩa học (sử dụng tác nhân oxy hĩa mạnh), về bản chat, đây là thơng số được sử dụng đề xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ cĩ trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật

e Trong mơi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20

ngày dé quá trình oxy hĩa chất hữu cơ được hồn tat Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy

hĩa chất hữu cơ bằng chất oxy hĩa mạnh (mạnh hơn hắn oxy) đồng thời lại thực

hiện phản ứng oxy hĩa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hĩa cĩ thể hồn tat trong

thời gian rút ngắn hơn nhiều Đây là ưu điểm nỗi bật của thơng số này nhằm cĩ

được số liệu tương đơi về mức độ ơ nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn

e_ COD là một thơng số quan trọng đề đánh giá mức độ ơ nhiễm chất hữu cơ nĩi

chung và cùng với thơng số BOD, giúp đánh giá phần ơ nhiễm khơng phân hủy

sinh học của nước từ đĩ cĩ thê lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

Trang 20

c Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand — BOD)

e_ Về định nghĩa, thơng số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân

hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20°C, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bĩng tối,

giàu oxy và vi khuân hiếu khí Nĩi cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hịa tan sau 5 ngày Thơng sơ BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ cĩ thê dùng làm thức ăn cho vi khuân, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (Carbonhydrat, protein, lipid )

¢ BOD la mot thơng số quan trọng:

+ Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ cĩ khả năng phân huỷ sinh

học trong nước và nước thải

+ La tiêu chuẩn kiểm sốt chất lượng các dịng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên

+ Là thơng số bắt buộc để tính tốn mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục vụ

cơng tác quản lý mơi trường

d Oxy héa tan (Dissolved Oxygen — DO)

e Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá

trình phát triển và sinh sản của mình Oxy là yếu tố quan trọng đồi với con người

cũng như các thủy sinh vật khác

e Oxy la chất khí hoạt động hĩa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình

hĩa sinh học trong nước:

+ Oxy hĩa các chất khử vơ co: Fe" Mn?*, S*, NH*

+ Oxy hĩa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước nhiễm bắn trở nên sạch hơn Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch

của nước tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trị quan trọng của một sơ” vị sinh

vật hiểu khí trong nước

¢ Oxy la chất oxy hĩa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển

e Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hịa tan Như đã đề cập, khả năng hịa tan

của Oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch

của các nguồn nước tự nhiên là rất cĩ giới hạn Cũng vì lý do trên, hàm lượng oxy

hịa tan là thơng số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt

e Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

e Nito là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sồng trên bề mặt Trái Đất

Nitơ là thành phần cấu thành nên protein cĩ trong tế bào chất cũng như các acid

amin trong nhân tế bảo Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sơng của chúng

Trang 21

lượng rất lớn Các protein này dan dan bi vi sinh vật di dưỡng phân hủy, khống

hĩa trở thành các hợp chất Nitơ vơ cơ như NHỸ”, NO”, NO” và cĩ thể cuối cùng

trả lại Nạ cho khơng khí

e_ Như vậy, trong mơi trường đất và nước, luơn tồn tại các thành phần chứa Nito:

từ các protein cĩ cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion

Nitơ vơ cơ là sản phâm quá trình khống hĩa các chất kê trên:

e Các hợp chất hữu cơ thơ đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, cĩ thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự

nhiên giàu protein

e_ Các hợp chất chứa Nito ở dạng hịa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vơ cơ

(NH**,NO*,NO”)

e Thuật ngữ “Nitơ tơng” là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên Nitơ là một

chất đinh dưỡng đa lượng cần thiết đơi với sự phát triển của sinh vật

f Phospho và các hợp chất chứa phospho

e_ Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho cĩ liên quan đến sự chuyên hĩa các chất thải của người và động vật và sau này là lượng khơng lồ phân lân sử dụng trong

nơng nghiệp và các chất tây rửa tơng hợp cĩ chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt và một số ngành cơng nghiệp trơi theo dịng nước

e Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dang phosphate Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vơ cơ và phosphat hữu cơ

e Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đơi với sự phát triển của sinh vật Việc xác định p tổng là một thơng số đĩng vai trị quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thơng xử lý chất

thải bằng phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1)

e Phospho và các hợp chất chứa Phospho cĩ liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hĩa nguồn nước, do sự cĩ mặt quá nhiều các chất này kích thích sự

phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam

g Chất hoạt động bề mặt

e Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa

nước tạo nên sự phân tán của các chất đĩ trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tây rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành cơng nghiệp

2.2.2.3 Các thơng số vi sinh

Nhiều vi sinh vật gây bệnh cĩ mặt trong nước thải cĩ thê truyền hoặc gây bệnh cho người Chúng vốn khơng bắt nguồn từ nước mà cần cĩ vật chủ để sơng ký sinh, phát

Trang 22

triển và sinh sản Một sơ” các sinh vật gây bệnh cĩ thể sơng một thời gian khá dài

trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán e _ Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn gây bệnh cĩ trong nước thường gây các bệnh về

đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa

e_ Vi rút: Vi rút cĩ trong nước thải cĩ thể gây các bệnh cĩ liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan Thơng thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý cĩ thê diệt được vi e Giun san (helminths): Giun sán là loại sinh vật ký sinh cĩ vịng đời gắn liền

với hai hay nhiều động vật chủ, con người cĩ thê là một trong số các vật chủ này Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả Nguồn gốc của vi

trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và động vật Trong

người và động vật thường cĩ vi khuân E coli sinh sơng và phát triển Đây là loại vi khuẩn vơ hại thường được bài tiết qua phân ra mơi trường Sự cĩ mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bắn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bắn Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuân gây bệnh khác Do đĩ nếu sau xử lý trong nước khơng cịn phát hiện thay vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi

trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bắn

vi trùng gây bệng của nước qua việc xác địng số lượng số lượng E.coli đơn giản và

nhanh chong Do do vi khuẩn này được chọn lam vi khuẩn đặc trưng trong việc xác

định mức độ nhiễm bắn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

2.2.3 Ảnh hướng của nước thải sinh hoạt đối với mơi trường và con người

2.2.3.1 Đối với mơi trường

a Ảnh hưởng đến sinh vật trong nước

e_ Nước thải sinh hoạt tại các kênh, cống rãnh cĩ màu đen ngịm và cĩ mùi hơi

thối bốc lên nồng nặc

e_ Ơ nhiễm nước ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh vật nước, đặc biệt là vùng sơng, do nước chịu tác động của ơ nhiễm nhiều nhất Nhiều lồi thuỷ sinh do hấp thụ các chất độc trong nước, thời gian lâu ngày gây biến đổi trong cơ thể nhiều lồi thủy sinh, một số trường hợp gây đột biến gen, tạo nhiều lồi mới, một số trường hợp

làm cho nhiều lồi thủy sinh chết

b Ảnh hưởng đến sinh vật trong đất

Trang 23

cịn ảnh hưởng đến cả các sinh vật đang sinh sống trong đất

+ Các chất ơ nhiễm làm giảm quá trình hoạt động phân hủy chất của một số vi

sinh vật trong đất

+ Là nguyên nhân làm cho nhiều cây cối cịi cọc, khả năng chống chịu kém,

khơng phát triển được hoặc cĩ thể bị thối gốc mà chết

+ Cĩ nhiều loại chất độc bền vững khĩ bị phân hủy cĩ khả năng xâm nhập tích

lũy trong cơ thể sinh vật Khi vào cơ thể sinh vật chất độc cũng cĩ thể phải cần thời

gian để tích lũy đến lúc đạt mức nồng độ gây độc

c Ảnh hưởng đến mơi trường khơng khí

e Ơ nhiễm mơi trường nước khơng chỉ ảnh hưởng đến con người, đất, nước mà cịn ảnh hưởng đến khơng khí Các hợp chất hữu cơ, vơ cơ độc hại trong nước thải thơng qua vịng tuần hồn nước, theo hơi nước vào khơng khí làm cho mật độ bụi

bân trong khơng khí tăng lên Khơng những vậy, các hơi nước này cịn là giá bám

cho các vi sinh vật và các loại khí bẫn độc hại khác

e_ Một số chất khí được hình thành do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải như SO2, CO2, CO, ảnh hưởng nghiêm trọng đến mơi trường

khí quyển và con người, gây ra các căn bệnh liên quan đến đường hơ hấp như:

niêm mạc đường hơ hấp trên, viêm phổi, viêm phế quản mãn tính, gây bẹnh tim

mạch,tăng mẫn cảm ở những người mắc bệnh hen

d Ảnh hưởng đến mơi trường đất

Nước bị ơ nhiễm mang nhiều chất vơ cơ và hữu cơ thấm vào đất gây ơ nhiễm nghiêm trọng cho đất

e _ Nước ơ nhiễm thấm vào đất làm: Liên kết giữa các hạt keo đất bị bẻ gãy, cấu

trúc đất bị phá vỡ

e Thay đổi đặc tính lý học, hĩa học của đất: Vai trị đệm, tính oxy hĩa, tính dẫn

điện, dẫn nhiệt của mơi trường đất thay đổi mạnh Thành phần chất hữu cơ giảm

nhanh làm khả năng giữ nước và thốt nước của đất bị thay đổi

2.2.3.2 Đối với con người

e _ Ở nhiều vùng nghèo khổ trên thế giới phân người và nước thải sinh hoạt khơng được xử lý mà quay trở lại vịng tuần hồn của nước Do đĩ bệnh tật cĩ điều kiện để lây lan và gây ơ nhiễm mơi trường

e Nước thải khơng được xử lý chảy vào sơng rạch và ao hồ gây thiếu hụt oxy làm cho nhiều loại động vật và cây cỏ khơng thê tồn tại

a Ảnh hưởng do kim loại trong nước

e Nhiễm Asen

Trang 24

+_ Asen gây ra ba tác động chính tới sức khỏe con người là: làm đơng keo protein, tạo phức với asen (III) và phá hủy quá trình phốt pho hĩa

+ Asen và các hợp chất của nĩ tác dụng lên sunfuahydryl (-SH) và các men phá vỡ quá trình photphoryl hĩa, tạo phức co-enzyme ngăn cản quá trình sinh năng lượng asen cĩ khả năng gây ung thư biểu mơ da, phế quản, phối, xoang

+ Sử dụng nguồn nước bị ơ nhiễm asen lâu dài là khơng an tồn và ở một số nước

trên thế giới vấn đề ảnh hưởng sức khỏe do asen rất đáng lo ngại

e Nhiễm chì

+ Chì cĩ tính độc cao đối với con người và động vật

+ Chì cũng cản trở chuyển hĩa canxi bằng cách trực tiếp hay gián tiếp thơng qua kìm hãm sự chuyền hĩa vitamin D Chì gây độc cả cơ quan thần kinh trung ương

lẫn thần kinh ngoại biên

+ Chỉ trong hệ thần kinh trung ương cĩ xu hướng tích lũy trong đại não và nhân tế

bảo

e Nhiễm thủy ngân

+ Trong mơi trường nước, thủy sinh vật cĩ thể hấp thụ thủy ngân vào cơ thể, đặc biệt là cá và các lồi động vật khơng xương sống, cá hấp thụ thủy ngân và chuyên

hĩa thành methyl thủy ngân (CH3Hg+) rất độc với cơ thê người Chất này hịa tan

trong mỡ, phần chất béo của các màng và trong tủy

+ Thủy ngân vơ cơ chủ yếu ảnh hưởng đến thận, trong khi đĩ methyl thủy ngân

ảnh hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương Sau khi bị nhiễm độc người bệnh dễ

cáu gắt, kích thích, xúc động, rối loạn tiêu hĩa rối loạn thần kinh, viêm lợi, rung

chân Nếu bị nhiễm độc nặng cĩ thể tử vong

e Nong dé nitrat cao trong nude

+ Nồng độ nitrat cao trong nước cĩ thể do phân hủy chất hữu cơ trong tự nhiênhoặc do ảnh hưởng của chất thải ơ nhiễm Trong nước chứa hàm lượng nitrat

trên10mg/l cĩ thể gây bệnh tím tái ở trẻ em Người ta thấy hàm lượng mthemoglobinetrong máu cao với cả trẻ em và người lớn khi dùng nước cĩ hàm

lượng nitrat caohơn giới han cho phép b Đối với vi khuẩn trong nước

Vi khuẩn cĩ hại trong nước bị ơ nhiễm cĩ từ chất thải sinh hoạt của con người và động vật như bệnh tả, thương hàn và bại liệt

Trang 25

nhiên và nước sinh hoạt cịn cĩ thể cĩ các loại vi khuẩn gây bệnh của trẻ em như

Leptosprra, Brucella,tularensis, các siêu vi khuẩn bại liệt, viêm gan, ECHO, Coksaki

¢ Bénh do ky sinh tring, vi khuan, nam méc: Con ngudi cé thể mắc các bệnh do kí sinh trùng gây ra như amip, giun sán các loại; bệnh ngồi da, viêm mắt do các

loại vi khuẩn, viruts, nắm mốc và các loại kí sinh trùng khác Nguyên nhân chủ yếu là do thiếu nước sạch và vệ sinh cá nhân kém Nước bị ơ nhiễm kí sinh trùng là do việc quản lý phân và chất thải khơng tốt, gây ơ nhiễm mơi trường xung quanh và

tăng tỉ lệ mắc bệnh trong dân cư

2.2.4 Hiện trạng nước thải sinh hoạt của Thành phố Biên Hồ hiện nay

e Thành phố Biên Hịa là một thành phố cơng nghiệp nằm trên bờ sơng Đồng

Nai Tại đây nước thải phát sinh từ các hoạt động cơng, nơng nghiệp và nước thải sinh hoạt hầu hết đều được thải trực tiếp hay gián tiếp vào sơng Đồng Nai Theo

đánh giá của các nhà chuyên mơn thì thành phố Biên Hịa là một trong những khu vực cĩ mức độ ảnh hưởng quan trọng nhất đến chất lượng nước sơng Đồng Nai,

đặc biệt là đoạn sơng Đồng Nai chảy qua thành phố này

e Nước sơng cũng chính là nguồn tiếp nhận nước mưa và các loại nước thải vì vậy nĩ chịu ảnh hưởng trực tiếp của mơi trường bên ngồi Mặc dù các nhà máy xí nghiệp trên thượng lưu sơng khơng thải trực tiếp nước thải xuống sơng nhưng vẫn được thải trong lưu vực Vì thế, theo các con đường khác nhau chất ơ nhiễm vẫn xâm nhập được vào nguồn nước sơng, phần lớn nước tại khúc sơng chảy qua thành

phố Biên Hịa là nước mưa chảy tràn, nước thải sinh hoạt, nước thải cơng nơng nghiệp, nước thải nuơi trồng thủy sản

Trang 26

Đồ án tốt nghiệp — „ „ `

Tinh tốn và thiết kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm

CHƯƠNG 3

TONG QUAN VE CAC PHUONG PHAP XU LY NUOC THAI

e Trong thoi dai phat triển của khoa học kỹ thuật, các cơng nghệ làm sạch nước nĩi chung và cơng nghệ xử lý nước thải nĩi riêng luơn cĩ những bước tiến mới với

những cơng nghệ ưu việt giúp xử lý và làm sạch mơi trường

e C6 thé phan loai các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính của các quy trình xử lý như sau: xử lý cơ học, xử lý hĩa lý, xử lý hĩa học, xử lý sinh học hệ

thống xử lý nước thải hồn chỉnh cĩ thê gồm một vài cơng trình trong các cơng

đoạn xử lý cơ học, hĩa học, hĩa lý, sinh học và xử lý bùn cặn

e Sau day là tổng hợp các cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đang được ứng

dụng rộng rãi hiện nay

3.1 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC

e _ Xử lý cơ học (hay cịn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất

khơng tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi, ) ra khỏi nước thải, điều hịa lưu lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải

e Thường kết hợp đồng thời với các cơng trình của các phường pháp khác (cĩ thể đứng trước hay sau) để nâng cao hiệu quả các biện pháp kinh tế trong khi xử lý

e _ Các cơng trình xử lý cơ học thơng dụng

3.1.1 Song chắn rác — Lưới chắn rác

e_ Thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc cĩ thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất cĩ kích thước lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, milon, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các cơng trình bơm, tránh tắc nghẽn đường ống, mương dẫn

Trang 27

e Ludi loc rac: Ding để khử các chất lơ lửng cĩ kích thước nhỏ, thu hồi các thành

phần quý khơng tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác cĩ kích thước nhỏ Kích thước

mắt lưới từ 0,5-1,0 mm

e_ Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay trịn (hay cịn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình đĩa

3.1.2 Bé ling cát

e Dat sau song chắn, lưới chắn rác và đặt trước bể điều hịa, trước bể lắng dot 1

Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thơ nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tình, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng, để bảo vệ các thiết bị cơ khí đễ bị mài

mịn, giảm cặn nặng ở các cơng trình xử lý tiếp theo

e Bé ling cat gdm 3 loại

+ Bể lắng cát ngang

+ Bể lắng cát thơi khí + Bé lang cat li tam

3.1.3 Bé lang

e Bé ling ding dé tách các chất lơ lửng cĩ trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, cịn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nỗi lên mặt nước Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyền các chất

ban lang và nỗi (ta gọi là cặn) tới cơng trình xử lý cặn

3.1.3.1 Bễ lắng đứng

e Bé lang đứng cĩ dạng hình trịn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng bể lắng đứng

thường dùng cho các trạm cĩ cơng suất xử lý đưới 20.000 mỶ/ng.đ Nước thải được dẫn vào ống trung tâm và chuyên động từ dưới lên theo phương thắng đứng Vận tốc dịng nước chuyên động lên phải nhỏ hơn vận tốc các hạt lắng Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên Cặn lắng được chứa ở phần hình nĩn hoặc

hình chop cụt phía dưới

Trang 28

Tính tốn và thiết kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giải đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm OD Hình 3.2 Bễ lắng đứng 3.1.3.2 Bế lắng ngang

e Bé lang ngang cĩ hình dạng chữ nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng và

chiều đài khơng nhỏ hơn 1⁄4 và chiều sâu đến 4m Bề lắng ngang thường dùng cho

trạm xử lý cĩ cơng suất trên 15.000 mỶ/ng.đ Trong bể lắng nước thải chuyển động theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bê và được dẫn đến các cơng trình xử lý tiếp theo, vận tốc dịng chảy trong vùng cơng tác khơng được vượt quá 40mm/s Bê

lắng ngang cĩ hồ thu cặn ở đầu bê và nước trong được thu ở máng cuối bể Máng thu chất nổi Tấm tràn Xích-thanh cào / Se Vào [| [] ý Tới xIý bùn Hình 3.3 Bễ lắng ngang 3.1.3.3 Bé lang ly tim

e Bé ling ly tâm cĩ dạng hình trịn trên mặt bằng , đường kính bê từ 16-40m (cĩ

khi đến 60m), chiều cao làm việc từ 1/6-1/10 đường kính bể Bề lắng ly tâm được

dùng cho trạm xử lý cĩ cơng suất trên 20.000 m3/ngđ Trong bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng được dồn vào hồ thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bê bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1

gĩc 45 độ Đáy bể thường làm với độ dốc I=0,02-0,05 Dàn quay với tốc độ 2-3

vịng/ giờ Nước trong được thu vào máng đặt đọc theo thành bề phía trên

SVTH: Huỳnh Thị Bảo Trâm

Trang 29

Tính tốn và thiết kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giải

đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm Máng thu váng nổi Vào tới xlý bùn Rốn bể chứa bùn Hình 3.4 Bễ lắng ly tâm 3.1.4 Bễ vớt dầu mỡ

e _ Bê vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải cĩ chứa dầu mỡ (nước

thải cơng nghiệp) nhằm tách các tạp chất nhẹ, đối với nước thải sinh hoạt cĩ hàm

lượng dầu mỡ khơng cao thì việc xử lý được thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nỗi

3.1.5 Bé loc

e Bê lọc nhằm tách các chất ở trang thái lo lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp lọc đặt biệt hay đi qua lớp vật liệu lọc, sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải cơng nghiệp Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ vách

ngăn xốp, nĩ cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quá trình điễn ra dưới tác

dụng của áp suất cột nước

e Phuong pháp xử lý cơ học cĩ thể loại bỏ được hơn 60% tạp chất khơng hịa tan

trong nước thải và giảm BOD đến 30% Đề tăng hiệu suất cơng tác của các cơng trình xử lý cơ học cĩ thể dùng biện pháp thống sơ bộ, thống giĩ đơng tụ sinh học,

hiệu quả xử lý cĩ thế đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-50% BOD

3.1.6 Bễ điều hồ

e Bê điều hịa được dùng để duy trì dịng thải, nồng độ vào cơng trình xử lý én

định, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của

nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học Bể điều hịa cĩ thê được phân loại như sau: bê điều hịa lưu lượng, bể điều hịa nồng độ, bể

điều hịa lưu lượng và nồng độ

Trang 30

Tính tốn và thiêt kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoại cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm : CĐ th— a ' TT L oo ——$—a 2) Hình 3.5 Bé diéu hịa

3.2 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỐ HỌC - HỐ LÝ

e _ Bản chất của quá trình xử lý nước bằng phương pháp hĩa-lý là áp dụng các quá trình vật lý và hĩa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đĩ để gây tác động

VỚI các tạp chất bản, biến đổi hĩa học tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc

chất hịa tan khơng gây độc hại hay ơ nhiễm đến mơi trường Giai đoạn xử lý hĩa-

lý cĩ thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hĩa học, sinh học trong cơng nghệ xử lý nước thải hồn chỉnh

e_ Tùy từng trường hợp cu thể dựa vào mục đích và đối tượng loại trừ mà các

cơng trình xử lý hĩa lí cĩ thể nằm ở đầu hoặc giữ quy trình Khi dùng để khử trùng thì ở cuối quy trình

e _ Ngồi ra khi được kết hợp với các quá trình khác nhằm làm tăng hiệu suất thì

phải nằm ngang phía trước quy trình đĩ

e _ Các cơng trình xử lý cơ học thơng dụng

3.2.1 Bé trung hồ — Bễ keo tụ - Bễ tạo bơng 3.2.1.1 Trung hịa

e - Nước thải chứa acid vơ cơ hoặc kiềm cần được trung hịa đưa pH về khoảng 6,5 — 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho cơng nghệ xử lý tiếp theo

Trung hịa nước thải cĩ thể thực hiện bằng nhiều cách:

+ Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm + Bồ sung các tác nhân hĩa học

+ Lọc nước acid qua vật liệu cĩ tác dụng trung hịa

Trang 31

3.2.1.2 Keo tụ — tạo bơng

e Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn

phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 — 10 micromet Các hạt này

khơng nổi cũng khơng lắng, và do đĩ tương đối khĩ tách loại Vì kích thước hạt

nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thê tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hĩa học bề mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước cĩ khuynh

hướng keo tụ do lực hút Vander Waals giữa các hạt Lực này cĩ thể dẫn đến sự kết

dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va

chạm xảy ra nhờ chuyên động Brown và do tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên

trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đây tĩnh

điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, cĩ thê là điện tích âm hoặc điện tích dương

nhờ sự hấp thụ cĩ chọn lọc các 1on trong dung dịch hoặc sự 1on hĩa các nhĩm hoạt hĩa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hĩa nhờ lực đây tĩnh điện

e Do đĩ, để phá tính bền của hạt keo cần trung hịa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã bị trung hịa điện tích cĩ thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bơng cặn cĩ kích thước lớn hơn, nặng

hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bơng —— Nước ti ah —— Nước thải IY đầu yao , | Bể tuyểu nổi vy † é——_—_- Thiết bị thu bìm a Bìm được Hy ra + + Hồn híu trước thải 3.2.2 Bé tuyến nỗi Bể tuyển nổi kết hựp với cơ đặc bùn Hình 3.6 Bễ tuyến nỗi

e _ Phương pháp tuyên nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (dạng rắn hay lỏng) phân tán khơng tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải

tuyên nổi được sử dụng để xử lý các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu

điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là cĩ thể khử được

Trang 32

hồn tồn các hạt nhỏ và nhẹ, lắng chậm, trong thời gian ngắn Khi các hạt đã nỗi

lên trên bề mặt cĩ thể thu gom chúng bằng bộ phận vớt bọt

e Qua trinh tuyén nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là

khơng khí) vào trong pha lỏng Các khí đĩ kết đính với các hạt và khi lực nổi tập

hợp các bĩng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt nổi trên bề mặt, sau đĩ chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất

lỏng ban đầu

3.2.3 Bễ khứ trùng

e Sau khi sử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt Khi

xử lý trong các cơng trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank ) số lượng vi

khuẩn giảm xuống cịn 5%, trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng loc con 1-2% Nhung

để tiêu diệt tồn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng chlor hĩa,

điện phân, tia cực tím

+ Phương pháp Clo hĩa bằng các hĩa chất như Clo, Clorin, Clorua vơi, + Phuong phá Ozon hĩa

3.3 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

e _ Xử lý bằng phương pháp sinh học là việc sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vat đê khống hố các chất bân hữu cơ trong nước thải thành các chất

vơ cơ, các chất khí đơn giản và nước Các vi sinh vật sử dụng một số hợp chất hữu cơ và một số khống chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Trong quá

trình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên khối lượng sinh khối được tăng lên

e Phương pháp sinh học thường được sử dụng để làm sạch hồn toản các

loại nước thải cĩ chứa các chất hữu cơ hịa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo

Do vậy, phương pháp này thường dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thơ ra khỏi nước thải bằng các quá trình đã trình bày ở phần trên Đối với các chất vơ cơ

chứa trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử sulfide, muối amoni, nitrate — tire 1a cac chat chưa bị oxy hĩa hồn tồn Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hĩa các chất bẩn sẽ là: khí CO;, N;, nước, ion sulfate, sinh

khối

e Cho đến nay, người ta đã biết nhiều loại vi sinh vật cĩ thể phân hủy tất cả các

chất hữu cơ cĩ trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo Giải pháp xử lý bằng biện pháp sinh học cĩ thể được xem là tốt nhất trong các phương pháp trên với các lí do sau

Trang 33

+ Cĩ thể xử lý được độc tố

+ Xử lý được N-NH;

+ Tinh ổn định cao

+ Điều kiện nước thải được phép xử lý sinh học

Nước thải phải là mơi trường sống của quần thê vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ cĩ trong nước thải Nghĩa là nước thải phải thoả các điều kiện sau

e Khong co chất độc làm chết hoặc ức chế hệ vi sinh vật trong nước thải Trong số các chất độc phải chú ý đến các kim loại nặng Theo mức độ độc hại của các

kim loại, sắp xếp theo thứ tự là

e Sb>Ag>Cu>Hg>Co>Ni>Pb>Cr* > Cd >Zn > Fe

e_ Muối của các kim loại này ảnh hưởng nhiều đến đời sống của các vi sinh vật, nếu quá nồng độ cho phép, các vi sinh vat khơng thé sinh trưởng được và cĩ thể bị chết

e Chất hữu cơ cĩ trong nước thải phải là cơ chất dinh dưỡng nguồn C và năng

lượng cho vi sinh vật Các hợp chất hydratcacbon, protein, lipid hồ tan thường là

cơ chất dinh dưỡng, rất tốt cho vi sinh vật

e Nước thải đưa vào xử lý sinh học cĩ 2 thơng số đặc trưng là BOD va COD Ti

số của 2 thơng số này phải là COD/BOD < 2 hoặc BOD/COD > 0,5 thì mĩi cĩ thể đưa vào xử lý sinh học (hiếu khí) Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đĩ nếu

cĩ cellulose, hemicellulose, protein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lý sinh học ki

khí

e Nước thải khi đưa tới cơng trình xử lý sinh học cần thoả

+ Nước thải phải cĩ pH trong khoảng 6,5 — 8,5

+ Nhiệt độ nước thải trong khoảng từ 10°C — 40°C

+ Tổng hàm lượng các muối hồ tan khơng vượt quá 15 g/L 3.3.1 Xử lý bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

e _ Để tách các chat ban hữu cơ dạng keo và hịa tan trong điều kiện tự nhiên người

ta xử lí nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng

lọc )

3.3.1.1 Hồ sinh học

e_ Là các hồ cĩ nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo cịn gọi là hồ oxy hĩa , hồ ơn định nước thải là hồ để xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Theo bản chất quá trình sinh hĩa, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tùy tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

Trang 34

3.3.1.2 Cánh đồng tưới — Cánh đồng lọc

e Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, cĩ thé tiếp nhận và xử lý nước thải xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt

trời, khơng khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp

thụ và giữ lại trong đất, sau đĩ các loại vi khuẩn cĩ sẵn trong đất sẽ phân hủy chúng thành các chất đơn giản đề cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngắm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng Phần cịn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sơng hoặc bổ sung cho nước nguồn

3.3.2 Xử lý bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

3.3.2.1 Bể lọc sinh học

e_ Bể lọc sinh học là cơng trình nhân tạo, trong đĩ nước thải được lọc qua vật liệu rắn cĩ bao bọc một lớp mang vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: Phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên tồn bộ bề mặt bẻ, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

e _ Quá trình oxy hĩa chất thải trong bê lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh

đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi

sinh vật chết theo nước trơi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2 Để

đảm bảo quá trình oxy hĩa sinh hĩa diễn ra ơn định oxy được cấp cho bể lọc bằng

các biện pháp thơng giĩ tự nhiên hoặc thơng giĩ nhân tạo Vật liệu lọc sinh học cĩ

thể là nhựa plastic, xi vịng gốm, đá Granit

3.3.2.2 Bề hiễu khí cĩ bùn hoạt tính — bễ Aerotank

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

trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lững trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đĩng vai trị là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bơng cặn gọi là bùn hoạt tính

e _ Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N,

P) làm thức ăn để chuyền hĩa chúng thành các chất trơ khơng hịa tan và thành các

tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bé Aerotank

của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể khơng đủ làm giảm nhanh các chất

hữu cơ do đĩ phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hồn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bễể nén bùn hoặc các cơng trình xử lý

bùn cặn khác để xử lý Bê Aerotank hoạt động phải cĩ hệ thống cung cấp khí đầy

Trang 35

Tinh tốn và thiết kê hệ thơng xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phơ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai

đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm

3.3.2.3 Quá trình xử lí sinh học kụ khí — bễ UASB

e Quá trình xử lí sinh học ky khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật trong điều kiện khơng cĩ oxy để chuyên hĩa các hợp chất hữu cơ thành Metan và các sản

phâm hữu cơ khác

e Quá trình này thường được ứng dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải

cơng nghiệp cĩ nồng độ BOD, COD cao

e _ Quá trình chuyển hĩa chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh vật yếm khí xảy

ra theo 3 giai đoạn

+ Một nhĩm vi sinh vật tự nhiên cĩ trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lypit thành các chất hữu cơ đơn giản cĩ trọng lượng nhẹ như Monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh vật

hoạt động

+ Nhĩm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ thường là axit acetic, nhĩm vi khuẩn yếm khí tạo axIt gọi là nhĩm axit focmo

+ Nhĩm vi khuẩn tạo Metan chuyên hĩa hydro và axit acetic thanh khi Metan va

cacbonic Nhĩm vi khuẩn này được gọi là metan focmo, chúng cĩ nhiều trong

da dày của động vật nhai lại (trâu , bị ) Vai trị quan trọng của nhĩm vi khuan Metan focmo là tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rất

chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí Metan và

cacbonic thốt ra khỏi hỗn hợp 4 Bé UASB ens es 1 - L- PPS eat’ Hinh 3.7 Bé UASB

e_ Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bê và được phân phối đồng đều ở

đĩ, sau đĩ chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bơng bùn) và các

chất hữu cơ được tiêu thụ ở đĩ

Trang 36

e _ Các bọt khí metan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẫn

ra khỏi bể

e _ Nước thải tiếp theo đĩ sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Pha lỏng được

dẫn ra khỏi bê, cịn pha rắn thì hồn lưu lại lớp bơng bùn

e Sy tao thanh va duy trì các hạt bùn là vơ cùng quan trọng khi vận hành bể

UASB

3.3.2.4 Bề xử lý sinh hoc theo mé SBR

e Ban chat cia qua trình sinh học theo mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo điều kiện cần thiết như mơi trường thiếu khí khơng cĩ oxy, chỉ cĩ NO” kị khí (khơng cĩ oxi), hiếu khí (cĩ oxi, NO”) đề cho vi sinh vật tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hĩa các chất hữu cơ trong nước thải

e_ Chất hữu cơ (C, N, P) từ dạng hịa tan sẽ chuyển hĩa vào sinh khối vi sinh và

khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ cịn lại nước trong đã tách chất ơ nhiễm Chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nước thải mới

e Qua trình hoạt động của hệ thống xử lý sinh học từng mẻ đơn giản, bao gồm

các chu kỳ như sau

+ Nap nước thải vào bể phản ứng

Vừa nạp vừa tạo mơi trường thiếu khí hay kị khí

Vừa nạp vừa tạo điều kiện cho vi sinh vật xử lý chất thải hữu cơ

Xử lý tách loại chất ơ nhiễm hữu cơ, nito, photpho bằng vi sinh Để lắng và tách lớp bùn Gan lay nước sạch để xử lý + + + + + 4+

Lặp lại chu kỳ mới

e _ Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ cĩ những đặc trưng sau đây

+ Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lí cơ bản theo quy định “từng mẻ”

+ Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ cĩ thể điều chỉnh được và là một quy trình

cĩ thể điều khiển tự động bằng PLC

+ Hiệu quả xử lý cĩ độ tin cậy cao và độ linh hoạt

e _ Cơng nghệ kỹ thuật cao lập trình được và khả năng xử lý vượt mức hứa hẹn và là quy trình xử lý bằng vi sinh đầy triển vọng trong tương lai

e _ Quá trình hoạt động của bề được chia làm 4 giai đoạn chính tạo nên một chu kỳ cua bé sinh hoc từng mẻ:

+_ Giai đoạn làm đầy

Trang 37

Đồ án tốt nghiệp

Tính tốn và thi kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Thành phĩ Biên Hồ, tỉnh Đơng Nai, giai đoạn 2, cơng suất 3.000 m”/ngày.đêm + Giai đoạn lắng + Dẫn nước sau xử lý ra, lấy bớt bùn và dé lai 25% zs 7} Sedimen- tation Eat Decan- Standsti tation ES J Hinh 3.8 Bé SBR

e Các quá trình sinh hoc trên diễn ra trong bể với sự tham gia của các vi sinh vật

trong quá trình oxi hoa chất hữu cơ, đặc biệt là cĩ sự tham gia của 2 chủng loại

Nitrosomonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hĩa và khử nitrat kết hợp

e _ Nĩi chung, Cơng nghệ SBR đã chứng tỏ được là một hệ thống xử lý cĩ hiệu quả do trong quá trình sử dụng ít, dễ dàng kiểm sốt các sự cơ xảy ra, xử lý với lưu lượng thấp, ít tốn diện tích rất phù hợp với những tốn năng lượng trạm cĩ cơng suất

nhỏ, ngồi ra cơng nghệ SBR cĩ thê xử lý với hàm lượng chất ơ nhiễm cĩ nồng độ

thấp hơn

+ Ưu điểm

e _ Hệ thống SBR linh động cĩ thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều

thành phần va tai trong

e Dé dang bao tri, bao dudng thiét bi (cac thiết bị ít) mà khơng cần phải tháo nước cạn bể Chí tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, may

thơi khí, hệ thống thơi khí

e Hệ thống cĩ thể điều khiển hồn tồn tự động

e TSS dau ra thấp, hiệu quả khử photpho, nitrat hĩa và khử nitrat hĩa cao Quá trình kết bơng tốt do khơng cĩ hệ thống gạt bùn cơ khí

e _ Ít tốn diện tích do khơng cĩ bể lắng 2 và quá trình tuần hồn bùn Chi phí đầu tư và vận hành thấp (do hệ thống motor hoạt động gián đoạn)

e - Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu qua lang cao

e _ Cĩ khả năng nâng cấp hệ thống

Trang 38

+ Nhược điểm

e Do hệ thống hoạt động theo mẻ, nên cần phải cĩ nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau

e _ Cơng suất xử lý thấp (do hoạt động theo mẻ)

e - Người vận hành phải cĩ kỹ thuật cao

3.3.2.5 BE MBBR

e MBBR 1a mot dang cua qua trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính bởi lớp

màng sinh học (biofđilm) Trong quá trình MBBR, lớp màng biofilm phát triển trên giá thể lơ lửng trong lớp chất lỏng của bể phản ứng Những giá thể này chuyên động được trong chất lỏng là nhờ hệ thống sục khí cung cấp oxy cho nước thải hoặc thiết bị khuấy trộn Cơng nghệ này được phát triển tại Thụy Điền vào cuối những năm 1980 và được sử dụng rộng rãi trên nhiều nhà máy của các nước

trên thế giới Trong những năm 1980, người ta sử dụng MBBR để loại bỏ Nitơ của nguồn thải thải ra biển Bắc Các kỹ sư và nghiên cứu sinh đã nhận ra rằng trong

nhiều trường hợp cần cĩ một quá trình sinh học với nồng độ sinh khối cao để tăng

hiệu quả xử lý và giảm chỉ phí Với mục đích loại bỏ chất hữu cơ, amonia và Nitơ,

cơng nghệ này đã được nghiên cứu và đã chứng tỏ những ưu điểm rõ rệt qua nhiều

nghiên cứu khác nhau

e_ Cơng nghệ MBBR là cơng nghệ kết hợp giữa các điều kiện thuận lợi của quá

trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí và bể lọc sinh học Bề MBBR hoạt động giống

như quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí trong tồn bộ thể tích bể Đây là quá

trình xử lý bằng lớp màng biofilm với sinh khối phát triển trên giá thể lơ lửng, mà những giá thê lơ lửng này cĩ thể di chuyên tự do trong bể phản ứng và được giữ lại bên trong bê phản ứng được đặt ở cửa ra của bể BÉ MBBR khơng cần quá trình tuần hồn bùn giống các phương pháp xử lý bằng màng biofilm khác Vì vậy, nĩ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí trong bể, bởi vì sinh khối ngày càng được tạo ra trong quá trình xử lý Cũng

như các quá trình sinh trưởng lơ lửng, sinh khối trong bề MBBR cĩ nồng độ cao

hơn, dẫn đến thể tích bể nhỏ gọn hơn quá trình bùn hoạt tính thơng thường Bê

Trang 39

a) Aerobic reactor b) Anoxic reactor

Hình 3.9 Mơ tả quá trình xử lý của bể MBBR hiếu khí (a) và thiếu khí (b)

e Trong bể hiếu khí sự chuyên động của các giá thể được tạo thành do sự khuếch

tán của những bọt khí cĩ kích thước trung bình được thơi từ máy thổi khí Trong

khi đĩ, ở bể thiếu khí/ kị khí thì quá trình này được tạo ra bởi sự xáo trộn của các

giá thê trong bể bằng cánh khuấy Hầu hết các bê MBBR được thiết kế ở dạng hiểu

khí cĩ lớp lưới chắn ở cửa ra, ngày nay người ta thường thiết kế lớp lưới chắn cĩ dạng hình trụ đặt thăng đứng hay nằm ngang Bảng 3.1 Thơng số giá thể MBBR 3 Kích thước | Diện tích hiện ees az ha lié + ế STT Loại giá thê Chat liéu (D/L) hữu (m /m®) 1 KI Polyetylen 10mm x 7mm 500 15mm x K2 Polyetyl 2 olyetylen 15mm 350 25mm x K Polyetyl 3 3 olyetylen 10mm 500 44mm x Natri Polyetyl 2 4 atrix olyetylen 36mm 00 5 Biofilm Chip M Polyetylen 48mm x 2mm 900 (Nguơn: Kaldnes Miljoteknologo, 2001)

Trang 40

Hình 3.11 Giá thể Natrix và Biofilm Chip M

e_ Tất cả các giá thể cĩ tỷ trọng nhỏ hơn so với tỷ trọng của nước (tỷ trọng của các loại giá thể so với nước từ 0,94 — 0,96), tuy nhiên mỗi loại giá thể cĩ tỷ trọng khác nhau Điều kiện quan trọng nhất của quá trình xử lý này là mật độ giá thể trong bẻ, để giá thê cĩ thể chuyển động lơ lửng ở trong bể thì mật độ giá thể tối đa trong bể MBBR nhỏ hơn 67% Trong mỗi quá trình xử lý bằng màng sinh học thì sự khuếch tán của các chất dinh dưỡng (chất ơ nhiễm) ở trong và ngồi lớp màng là nhân tố đĩng vai trị quan trọng trong quá trình xử lý, vì vậy chiều dày hiệu quả của lớp màng cũng là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý Chiều sâu mà cơ chất cĩ thể xâm nhập vào lớp màng nhỏ hơn 100 im, điều này cĩ

nghĩa là chiều dày lớp màng rất mỏng để các chất dinh dưỡng khuêch tán vào bề

Tiêu đề	Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho TP.Biên Hoà, giai đoạn 2, công suất 3.000 m³/ngày đêm
Tác giả	Huỳnh Thị Bảo Trâm
Người hướng dẫn	PGS.TS Tôn Thất Lãng
Trường học	Đại học Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật môi trường
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	117
Dung lượng	45,95 MB