Nghiên cứu mô hình bùn hoạt tính phục vụ thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho tòa nhà SaiGon Castle

Lời mở đầu Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đô thò hoá phát triển nhanh chóng đã mang lại một cuộc sống tiện nghi, tốt đẹp và đầy đủ hơn cho nhân loại. Tuy nhiên , dân số gia tăng góp phần không nhỏ trong việc làm ô nhiễm môi trường sống của con người. Nguyên nhân chính là do ý thức bảo vệ môi trường của các cơ quan nói riêng và người dân nói chung vẫn chưa cao đặc biệt là ở các khu dân cư. Hiện nay nguồn nước sạch ngày càng ít đi thay vào đó nguồn nước mặt bò ô nhiễm nghiêm trọng do các chất thải mà con người thải bỏ trực tiếp ra môi trường mà không qua một quá trình xử lý nào. Một số hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt được xây dựng nhưng đa phần chỉ mang tính đối phó trước sự thanh tra của các ban ngành hoặc chỉ hoạt động được một thời gian ngắn hay quá nhỏ so với công suất cần xử lý. Do đó, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu dân cư, chung cư,… theo đúng tiêu chuẩn cho phép là một việc làm cần thiết và là một chiến lược phát triển theo hướng bền vững. SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang 1 Chương 1: Mở Đầu Chương 1 MỞ ĐẦU SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 2 - 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊUCỦA ĐỀ TÀI 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 1: Mở Đầu 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Việt Nam đang chuyển mình để hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, do đó quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa không ngừng phát triển, và kết quả là kéo theo đô thò hóa. Trong quá trình phát triển, nhất là trong thập kỷ vừa qua, các đô thò lớn như Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh …, đã gặp nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng, do các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông và sinh hoạt gây ra. Dân số tăng nhanh nên các khu dân cư tập trung dần dần được quy hoạch và hình thành. Bên cạnh đó, việc quản lý và xử lý nước thải sinh hoạt chưa được triệt để nên dẫn đến nguồn nước mặt bò ô nhiễm và nguồn nước ngầm cũng dần dần bò ô nhiễm theo, làm ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường và cuộc sống của chúng ta. Hiện nay, việc quản lý nước thải trong đó bao gồm cả nước thải sinh hoạt là một vấn đề nan giải của các nhà quản lý môi trường trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Vì vậy, việc thiết kế hệ thống thu gom và xử lý nước thải cho các khu dân cư là rất cần thiết; đặc biệt là cho các khu dân cư, đô thò mới quy hoạch xây dựng nhằm cải thiện môi trường và phát triển theo hướng bền vững.Với mong muốn môi trường sống ngày càng được cải thiện, vấn đề quản lý nước thải sinh hoạt được dễ dàng hơn để phù hợp với sự phát triển tất yếu của xã hội và cải thiện nguồn tài nguyên nước đang bò suy thoái và ngày càng ô nhiễm nặng nên đề tài: “ Nghiên cứu mô hình sinh học bùn hoạt tính phục vụ thiết kế hệ thống xử lý nước thải toà nhà SAIGON CASTLE” là rất cần thiết nhằm tạo điều kiện cho việc quản lý nước thải đô thò ngày càng tốt hơn, hiệu quả hơn và môi trường đô thò ngày càng sạch và mỹ quan hơn. 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu mô hình sinh học bùn hoạt tính từ đó xác đònh các thông số động học phục vụ cho thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho toà nhà SAIGON CASTLE để nước thải đầu ra đạt mức II theo TCVN 6772 – 2000, SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 3 - Chương 1: Mở Đầu nhằm góp phần hạn chế ô nhiễm nguồn nước mặt, cải thiện chất lượng môi trường nước và vẻ mỹ quan của đô thò. 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung của đề tài gồm: - nghiên cứu thí nghiệm mô hình bùn hoạt tính xử lý nước thải của toà nhà SC để từ đó xác đònh các thông số động học phục vụ tính toán thiết kế. - Dựa vào các thông số đã chạy mô hình, thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp cho toà nhà SC. - Đề xuất phương án xử lý - Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải theo công nghệ đã đề xuất. 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài đã sử dụng những phương pháp sau: - Phương pháp điều tra khảo sát: tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý, hoá, sinh của nước thải đầu vào. - Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng ở qui mô phòng thí nghiệm, vận hành mô hình để xử lý nước thải. - Phương pháp phân tích: các thông số được phân tích theo phương pháp chuẩn ( APHA, AWWA, TCVN 2000 và Standard Methods ). Các thông số đo và phương pháp phân tích được trình bày trong bảng sau. Bảng 1.1. Các thông số và phương pháp phân tích Thông số Phương pháp phân tích pH pH kế COD Phương pháp đun kín (K 2 Cr 2 O 7 Closed flux) MLSS Lọc, sấy 105 0 C, cân phân tích Nitơ tổng Phương pháp chưng cất Kjieldahl SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 4 - Chương 1: Mở Đầu Photpho tổng Phương pháp SnCl 2 cho Orthophosphate, so màu bằng máy quang phổ kế hấp thu ( Spetrophotometer) - Phương pháp xử lý số liệu: + Các số liệu được thể hiện trên các bảng biểu. + Số liệu được quản lý và xử lý bằng chương trình Microsoft Execl/ Microsoft Office 2003. + Văn bản soạn thảo được sử dụng trên chương trình Microsoft Word/ Microsoft Office 2003. + Các bản vẽ được thiết kế trên chương trình autoCAD 2004. 1.5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU − Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu: + Đề tài tập trung chủ yếu vào xử lý nước thải sinh hoạt nên các vấn đề môi trường khác sẽ được nêu tổng quát mà không đi sâu. + Mô hình được sử dụng trong đề tài tập trung chủ yếu vào quá trình xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ bùn hoạt tính dưới dạng mô phỏng có kích thước nhỏ. Quá trình bùn hoạt tính chỉ nghiên cứu qua các chỉ tiêu pH, SS (MLSS), N,P và COD chứ không có điều kiện làm với MLVSS, DO và BOD 5 . + Các chỉ tiêu về nước thải được phân tích: pH, MLSS, COD, Nitơ tổng, Photpho tổng. − Thời gian thực hiện: 12 tuần, từ 1/10 đến 22/12 năm 2007. SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 5 - Chương 2: Tổng Quan Về Dự Án Chương 2 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 6 - 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.2GIỚI THIỆU CÁC ỨNG DỤNG VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.3 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN 2.4TÍNH TOÁN LƯU LƯNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỦA DỰ ÁN Chương 2: Tổng Quan Về Dự Án 2.1TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1.1. Nguồn gốc và đặc tính nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt là nước xả bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: giặt giũ, tắm, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… nước thải sinh hoạt thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, các công trình công cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản xuất. - Khối lượng nước thải sinh hoạt của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào:  Quy mô dân số  Tiêu chuẩn cấp nước  Khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bò ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD 5 / COD), các chất dinh dưỡng ( Nitơ, photpho ), các vi trùng gây bệnh ( E.coli, coliform…). - Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào:  Lưu lượng nước thải  Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người - Trong đó tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:  Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống  Điều kiện khí hậu Và được xác đònh ở bảng sau: Bảng2.1: Tải trọng chất bẩn theo đầu người Chỉ tiêu ô nhiễm Tải trọng chất bẩn ( g/người.ngày đêm) Các quốc gia gần gũi với Việt Nam Theo tiêu chuẩn xây dựng (TCXD - 51 - 84 ) Chất rắn lơ lửng (SS) 70 - 145 50 - 55 SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 7 - Chương 2: Tổng Quan Về Dự Án NOS 5 đã lắng 45 - 54 25 - 30 NOS 20 đã lắng - 30 - 35 NOH (COD) 72 - 102 - N – NH 4 + 2.4 - 4.8 7 Photpho tổng số 0.8 - 4.0 1.7 Dầu mỡ 10 - 30 - (Nguồn: Chương trình môn học kỹ thuật xử lý nước thải, Lâm Minh Triết) 2.1.2. Thành phần và tính chất của nước thải 2.1.2.1 Thành phần vật lý Biểu thò dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia thành 3 nhóm: - Nhóm 1: gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô ( vải, giấy, cành lá cây, sạn, sỏi, cát, da, lông… ) ở dạng lơ lửng và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt - Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo - Nhóm 3: gồm các chất bẩn ở dạng hòa tan, chúng có thể ở dạng ion hoặc phân tử 2.1.2.2 Thành phần hoá học Biểu thò dạng các chất bẩn trong nước thải có các tính chất hóa học khác nhau, được chia thành 3 nhóm: - Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly… ( khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt ). - Thành phần hữu cơ: các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bã bài tiết… ( chiếm khoảng 58% ) + các chất chứa Nitơ: urea, protêin, amin, acid amin… + các hợp chất nhóm hydrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulo… + các hợp chất có chứa phosphor, lưu huỳnh - Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn… SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 8 - Chương 2: Tổng Quan Về Dự Án 2.2GIỚI THIỆU CÁC ỨNG DỤNG VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1. Hệ thống xử lý nước thải của khu dân cư FIMEXCO Hệ thống này có công suất xử lý là 1200 m 3 /ngày.đêm. Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý HTXLNT sinh hoạt của khu dân cư FiMexCo Chú thích: 1. Song chắn rác; 2. Bể thu gom; 3. Bể điều hòa; 4. Bể sục khí; 5. Bể lắng 2; 6. Bể khử trùng; 7. Bể nén bùn. 1.2. Hệ thống xử lý nước thải của khách sạn Park Kyatt Hệ thống này có công suất xử lý là 250 m 3 /ngày.đêm. Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý HTXLNT sinh hoạt của khách sạn Park Kyatt Chú thích: 1. Hố gom và song chắn rác; 2. Bể điều hòa phân hủy kỵ khí; 3. Bể sục khí; 4. Bể lắng đứng; 5. Bể khử trùng. Hệ thống được thiết kế gọn dưới tầng hầm, nước sau xử lý được thải ra cống. 1.3. Hệ thống xử lý nước thải của tòa nhà Villa Riviera Hệ thống này có công suất xử lý là 160 m 3 /ngày.đêm. SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 9 - Chương 2: Tổng Quan Về Dự Án Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý HTXLNT sinh hoạt của tòa nhà Villa Riviera Chú thích: 1. Bể tự hoại; 2. hầm tiếp nhận; 3. Song chắn rác; 4. Bể điều hoà; 5. Bể Aerotank; 6. Bể lắng 2; 7. Bể khử trùng. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 6772-2000 mức III, loại bỏ 90 ÷ 95% BOD. 1.4. Hệ thống xử lý nước thải của khu nhà ở Cán Bộ Công Nhân Viên Đường Sắt Hệ thống này có công suất xử lý là 400 m 3 /ngày.đêm. Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý hệ HTXLNT sinh hoạt của khu nhà ở CBCNV Đường Sắt Chú thích: 1. Song chắn rác; 2. Hố thu; 3. Bể điều hoà phân hủy kỵ khí; 4. Bể Aerotank; 5. Bể lắng đứng; 6. Bể khử trùng. 1.5. Hệ thống xử lý nước thải của Fideco Office Tower Hệ thống này có công suất xử lý là 95 m 3 /ngày.đêm. Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý HTXLNT sinh hoạt của Fideco Office Tower Chú thích: 1. Bể phân hủy; 2. Bể điều hoà; 3. Bể Aerotank; 4. Bể lắng đứng; 5. Bể khử trùng Nước thải từ WC, nhà tắm, nhà bếp,… được thu gom chung về bể phân hủy kỵ khí sẽ làm ảnh hưởng đến vi sinh vật sống trong bể. Do đó, hiệu quả xử lý không cao. 2.3TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang - 10 - [...]... xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp Quá trình bùn hoạt tính gồm các bước sau: − Trộn lẫn bùn hoạt tính với nước thải để xử lý − Khuấy trộn và sục khí hỗn hợp với yêu cầu trong một thời gian dài − Làm trong nước và tách bùn hoạt tính từ hỗn hợp trong quy trình tại bể lắng cuối − Tuần hoàn bùn hoạt tính để trộn lẫn với nước thải đầu vào SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang -29 - Chương 3: Nghiên Cứu Mô. .. trang - 27 - Chương 3: Nghiên Cứu Mô Hình Và Kết Quả Nghiên Cứu Chương 3 NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3.3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ NHẬN XÉT SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang -28 - Chương 3: Nghiên Cứu Mô Hình Và Kết Quả Nghiên Cứu 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1.1 Nguyên tắc của phương pháp hiếu khí Các phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phân... thống thoát nước mưa thải ra kênh Bần Đôn Nước thải sinh hoạt : hệ thống thu nước thải sinh hoạt - được thiết kế 2 hệ ống: + Nước phân tiểu được thu vào một hệ thống xuống trực tiếp vào bể tự hoại, sau đó dẫn đến trạm xử lý + Nước tắm rửa, nấu ăn, thu vào một hệ thống riêng xuống, sau đó dẫn vào trạm xử lý 2.3 83 Hệ thống phòng cháy & chữa cháy 2.3 8.13 Hệ thống báo cháy: a) Tầng hầm, tầng trệt, và... Mô Hình Và Kết Quả Nghiên Cứu − Loại bỏ bùn dư Bông bùn hoạt tính là một hệ vi sinh vật phức tạp bao gồm: vi khuẩn, Aetponicet, nguyên sinh động vật, nấm, tảo, virus… Vi khuẩn trong bùn hoạt tính thuộc dạng: Alkaligenes, Achromobacter, Pseudomonas, Corynebacterium 3.1.3 Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính Các vi sinh vật sẽ hấp thụ và đồng hoá các chất dinh dưỡng trong nước. .. nên thường bền vững và khó bò phân huỷ sinh học Trong quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, các hợp chất này sẽ bao phủ các bông bùn Ngoài ra chúng được hấp SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang -32 - Chương 3: Nghiên Cứu Mô Hình Và Kết Quả Nghiên Cứu thụ vào thành tế bào vi khuẩn và tăng nồng độ MLVSS (Michael H Gerardi, 2003) − Sự lên men của nước thải Nước thải lên men hay sự hiện diện của quá nhiều... loại khí thải này nhằm giảm thiểu tối đa các tác động tới môi trường 2.3 34 Tác động các nguồn nước thải 2.3 3.14 Nước thải sinh họat Nước thải sinh họat chủ yếu chứa các chất ô nhiễm , các chất cặn bã, dầu mỡ, các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng , vi sinh Do vậy nếu như nước thải này này không được thu gom và xử lý sẽ gây ảnh hưởng xấu đến nguồn nước mặt 2.3 3.24 Nước mưa chảy tràn Nước mưa là nước quy... cao Khó duy trì khối(bulking quá mức trong bùn làm bùn nén nồng độ bùn cần thiết 3 ) kém và lắng kém trong bể sục khí Khả năng tách nước của bùn giảm Bùn nổi(rising 4 Trong bể lắng đợt 2 diễn ra quá Hình thành lớp bùn trình khử nitrat hoá sinh ra khí N2, hoạt tính trên mặt sludge) khi1 N2 di chuyển lên trên kéo theo nước các bông bùn hoạt tính lên trên mặt nước Bọt Gây nên do: váng(foarmi - ng/ scum)... lượng bùn - Một số trường hợp quan trọng tạo nên sự chảy tràn của lớp bùn SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang -35 - Chương 3: Nghiên Cứu Mô Hình Và Kết Quả Nghiên Cứu có trong bể lắng 2 3.1.7 Sự phân giải các chất hữu cơ ở quá trình xử lý sinh học hiếu khí • Những chất độc ảnh hưởng đến quá trình Có đến 80 nhóm chất độc ảnh hưởng đến vi sinh vật, như vậy trước khi qua bể xử lý sinh hoá ta cần phải lọc bỏ, xử. .. tăng áp kết hợp bộ biến tầng để bơm nước vào đường ống phân phối riêng đến từng căn hộ 2.3 73 Quy hoạch hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước trong các khu nhà cao tầng được tách thành hai mảng riêng biệt: - Nước mưa trên mái được thu bằng hệ thống miệng thu, sau đó được dẫn xuống bằng ống đứng trong các trục xuyên tầng và ống ngang trên trần tầng hầm rồi dẫn vào hệ thống thoát nước mưa thải ra kênh... -100µm, ra khỏi bể bò đục không 2 bùn Bông bùn thường có hình cầu nhỏ Chỉ số SVI thấp, nước kết nguyên nhân là do có sự phân chia dính các bông bùn lớn, thiếu thức ăn, vi được(pinpoi sinh vật phải dùng các polysaccarit nt floc) ngoại bào như nguồn C và năng lượng cho quá trình sống SVTH: Phạm Thò Ánh Tuyết trang -34 - Chương 3: Nghiên Cứu Mô Hình Và Kết Quả Nghiên Cứu Bùn tạo Các vi khuẩn dạng sợi phát . tài: “ Nghiên cứu mô hình sinh học bùn hoạt tính phục vụ thiết kế hệ thống xử lý nước thải toà nhà SAIGON CASTLE là rất cần thiết nhằm tạo điều kiện cho việc quản lý nước thải đô thò ngày càng. Bể khử trùng. Hệ thống được thiết kế gọn dưới tầng hầm, nước sau xử lý được thải ra cống. 1.3. Hệ thống xử lý nước thải của tòa nhà Villa Riviera Hệ thống này có công suất xử lý là 160 m 3 /ngày.đêm. SVTH:. hầm rồi dẫn vào hệ thống thoát nước mưa thải ra kênh Bần Đôn. - Nước thải sinh hoạt : hệ thống thu nước thải sinh hoạt được thiết kế 2 hệ ống: + Nước phân tiểu được thu vào một hệ thống xuống trực