Nghiên ứu lựa họn và tính toán thiết kế ông nghệ hệ thống xử lý nướ thải đô thị phù hợp với điều kiện việt nam

Trang 7 Mở đầu Đất nớc Việt Nam sau hai mơi năm thực hiện chính sách đổi mới đã đạt đợc nhiều kết quả khả quan trong các lĩnh vực nh hình thành hệ thống giao thơng, cấp thốt nớc, mạ

B Ộ GIÁO DỤ C VÀ ĐÀO T Ạ O TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

TR Ầ N THỊ THU HẰNG

NGH Ệ Ệ H TH NG X Ố Ử LÝ NƯ Ớ C TH ẢI ĐÔ THỊ PHÙ H P VỚI ĐIỀ Ợ U

Mục lục

Danh mục các bảng biểu 4

Danh mục các hình vẽ 5

Mở đầu 6

Chơng 1 Tổng quan xử lý nớc thải đô thị 1.1 Nhận xét hệ thống thoát nớc và thu gom nớc thải đô thị Việt nam 8

1.1.1 Hiện trạng hệ thống thoát nớc đô thị nớc ta hiện nay 8

1.1.2 Nhận xét tình hình thoát nớc và thu gom nớc thải đô thị Việt nam 16

1.2 Đặc tính dòng thải đô thị 18

1.2.1 Phân loại dòng thải đô thị 18

1.2.2 Đặc tính của dòng thải đô thị 22

Chơng 2 Phân tích lựa chọn sơ đồ xử lý nớc thải đô thị phù hợp với điều kiện Việt nam 2.1 Số liệu đầu vào 26

2.2 Phân tích lựa chọn sơ đồ xử lý nớc thải đô thị phù hợp với điều kiện Việt nam 26

2.2.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nớc thải đô thị thông dụng 26

2.2.2 Khối xử lý sinh học 29

2.3 Giới thiệu một số quá trình sinh học xử lý nớc thải đô thị 32

2.3.1 Quá trình A/O 32

2.3.2 Quá trình Bardenpho 33

2.3.3 Hệ thống Phoredox 34

2.3.4 Quá trình UCT 35

2.3.5 Hệ thống SBR – Hồ sinh học 36

2.3.6 Bể lọc sinh học 38

2.3.7 Quá trình AAO (Anaerobic – Anoxic – Oxic) 40

Chơng 3 Tính toán các công trình và thiết bị trong hệ thống xử lý 3.1 Thông số thiết kế 45

3.2 Tính toán các đơn vị xử lý 47

3.2.1 Ngăn tiếp nhận nớc thải 47

3.2.2 Mơng dẫn nớc thải 47

3.2.3 Song chắn rác 48

3.2.3.1 Song chắn rác thô 49

3.2.3.2 Song chắn rác tinh 51

3.2.4 Bể lắng cát 52

3.2.5 Bể điều hoà 54

3.2.6 Bể lắng ly tâm đợt I 55

3.2.7 Bể xử lý sinh học 57

3.2.7.1 Bể xử lý sinh học yếm khí 57

3.2.7.2 Bể xử lý sinh học thiếu khí 58

3.2.7.3 Bể xử lý sinh học hiếu khí 59

3.2.8 Thiết bị làm thoáng 65

3.2.9 Bể lắng li tâm đợt II 67

3.2.10 Trạm khử trùng nớc thải 69

3.2.11 Bể nén bùn 71

3.2.12 Hệ thống xử lý mùi 73

Kết luận 78

TàI liệu tham khảo 81

danh mục các bảng biểu

Bảng 1.1 Thống kê số hộ gia đình đợc hởng dịch vụ vệ sinh thoát nớc.Bảng 1.2 Thành phần nớc thải sinh hoạt và phân loại mức độ ô nhiễm.Bảng 1.3 Tính chất đặc trng của nớc thải một số ngành công nghiệp.Bảng 1.4 Thông số ô nhiễm đặc trng của nớc thải đô thị

Bảng 2.1 Thông số ô nhiễm và giới hạn cho phép

Bảng 3.1 Chất lợng nớc thải đô thị

Bảng 3.2 Nồng độ các chất gây mùi, thành phần các khí điển hình chính sử

dụng cho tính toán thiết kế

danh mục các hình vẽ

Hình 1.1 Sự biến động theo thời gian trong ngày của nớc thải đô thị

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát dây chuyền xử lý nớc thải đô thị thờng áp

Mở đầu

Đất nớc Việt Nam sau hai mơi năm thực hiện chính sách đổi mới đã

đạt đợc nhiều kết quả khả quan trong các lĩnh vực nh hình thành hệ thống giao thông, cấp thoát nớc, mạng lới điện, vô tuyến viễn thông cũng nh , quá trình đô thị hoá diễn ra nhanh chóng đã có những tác động tích cực đến tốc độ phát triển kinh tế toàn xã hội nói chung

Sự ph t triển kinh tế và quá trình đô thị hoá mặt khác cũng kéo theo átình trạng ô nhiễm môi trờng Sự phát triển của các ngành công nghiệp, thơng mại, du lịch dịch vụ, sự gia tăng dân số là một thách thức lớn đối với

sự phát triển bền vững của cộng đồng Tron khi hệ thống thoát nớc ở các g

đô thị Việt nam cha phát triển đồng bộ và đang xuống cấp không đáp ứng kịp sự phát triển kinh tế đã tạo sức ép ngày càng lớn đến vệ sinh môi trờng

và ô nhiễm nguồn nớc

Hệ thống thoát nớc với cơ sở hạ tầng lạc hậu hầu h t đợc xây từ thời ếPháp, kể từ sau hoà bình chỉ đợc chắp vá nên vẫn là hệ thống thoát nớc chung Với tốc độ phát triển đô thị đợc đánh giá là bùng nổ đô thị nhng quy hoạch lại kém đã không còn quỹ đất cho các trạm xử lý nớc thải, các

đô thị vẫn phải ử dụng hệ thống thoát nớc chung, xử lý nớc thải phi tập strung

Sự phát triển kinh tế và sự bùng nổ đô thị và quy hoạch xử lý nớc thải còn nhiều bất cập và thiếu đồng bộ đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm nớc thải trong các đô thị, nh ô nhiễm chất hữu cơ d ng cácbon, nitơ, photpho, vi ạtrùng

Mùi phát sinh từ hệ thống thoát nớc và xử lý nớc thải: từ cống, mơng, kênh, sông, và từ chính nhà máy xử lý nớc thải đã ảnh hởng đến môi trờng và đến chất lợng sống của dân c

Trớc tình trạng đó, trong những năm gần đây, Đảng và Chính phủ đã quan tâm nhiều đến công tác thoát nớc đô thị Một số luật và chỉ thị đã đợc ban hành nh Luật Bảo vệ môi trờng, Luật tài nguyên nớc Đồng thời trong bối cảnh đó, “Định hớng phát triển thoát nớc đô thị Việt Nam đến năm 2020” đã đợc biên soạn và đợc Thủ tớng ký quyết định phê duyệt số 35/1999 QĐ TTg ngày 5/3/1999 Chính phủ và các Nhà tài trợ cũng u tiên -phát triển sang thoát nớc và vệ sinh môi trờng Nhiều dự án thoát nớc và

vệ sinh môi trờng đã đợc triển khai trên khắp đất nớc Việt Nam nh Dự

án cải thiện vệ sinh ở Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh do Nhật Bản tài trợ,

Dự án cải thiện vệ sinh cho 5 thành phố/thị xã miền trung là Thanh Hoá, Hà Tĩnh, Đông Hà (Quảng Trị), Lăng Cô (Huế), Tam Kỳ (Quảng Ngãi) do Ngân hàng Phát triển Châu (ABD) tài trợá

Do vậy, hơn lúc nào hết vấn đề nghiên cứu và phát triển hệ thống thoát nớc cũng nh hệ thống xử lý nớc thải đô thị đang trở thành yêu cầu cấp

bách Đề tài: Nghiên cứu lựa chọn và tính toán thiết kế công nghệ hệ

thống xử lý nớc thải đô thị phù hợp với điều kiện Việt nam đa ra các

nội dung:

- Mở đầu

- Chơng 1: Tổng quan xử lý nớc thải đô thị

- Chơng 2: Phân tích lựa chọn sơ đồ xử lý nớc thải đô thị phù hợp với điều kiện Việt nam

- Chơng 3: Tính toán các công trình và thiết bị trong hệ thống xử lý

- Kết luận

với mong muốn sẽ góp phần làm cho môi trờng nớc đợc trong sạch hơn,

đô thị phát triển bền vững hơn, cùng cả nớc tiến vào thời kỳ mới – thời kỳ

đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá, hội nhập và phát triển đất nớc.

đô thị đợc xem là có hệ thống thoát nớc nhng với năng lực thoát nớc rất kém, chỉ khoảng 1000km đờng cống Phạm vi phục vụ của hệ thống thoát nớc đô thị còn rất hạn chế, tỷ lệ đờng cống phục vụ ở các thành phố lớn mới đạt 0,2 m/ngời, các đô thị nhỏ chỉ là 0,04 – 0,06 m/ngời (mức trung bình ở các nớc công nghiệp là 2m/ngời) và mức độ bao phủ hệ thống chỉ

đáp ứng đợc 40% dân số với đô thị lớn, 30% hoặc thấp hơn ở các đô thị nhỏ [15]

Hiện nay hệ thống thoát nớc phổ biến nhất ở các đô thị của Việt nam

là hệ thống thoát nớc chung chảy tới các vùng có nớc mặt gần đó và thờng không qua xử lý Đó là một hệ thống cống thoát chung cho cả ba loại nớc thải sinh hoạt, nớc thải sản xuất và nớc ma Phần lớn các hệ thống này đã đợc xây dựng từ vài thập kỷ trớc đây, chủ yếu là để giải quyết vấn

đề thoát nớc ma và không đợc tu sửa, bảo dỡng thờng xuyên nên đã xuống cấp nhiều Bên cạnh đó, việc xây dựng, bổ sung đợc thực hiện một cách chắp vá không theo quy hoach lâu dài, không đáp ứng đợc nhu cầu phát triển của đô thị Do vậy tình trạng ngập úng ở các trung tâm đô thị vẫn

xảy ra thờng xuyên khi có ma lớn do không đủ các cống thoát nớc ma hoặc các cống thoát nớc ma bị tắc Có quá ít các trạm xử lý nớc thải và nớc thải cha đợc xử lý cùng với nớc thải công nghiệp đợc xả trực tiếp vào các nguồn nớc mặt và các thuỷ vực nớc, gây rủi ro lớn đối với hệ sinh thái nớc

Thông thờng có một số hệ thống thoát nớc riêng biệt đối với nớc thải đô thị:

- Trờng hợp ba hệ thống cho ba loại nớc thải: nới ma, nớc thải sản xuất và nớc thải sinh hoạt

- Trờng hợp hai hệ thống: nớc ma thoát riêng, nớc thải sản xuất sau khi đã xử lý sơ bộ trong từng nhà máy cho thoát chung và xử lý kết hợp với nớc thải sinh hoạt

1.1.1.1 Thành phố Hà nội

Thành phố Hà nội với đặc điểm là vùng đồng bằng châu thổ, việc thoát nớc đợc thực hiện nhờ mạng lới đờng cống dẫn dòng chảy tới các sông, mơng, hồ ao nội tại của thành phố và cuối cùng xả ra các sông lớn Một đặc

điểm nổi bật của Hà nội cũng nh các đô thị thuộc các lu vực sông khác là hầu hết các tuyến cống chính đều có chế độ thuỷ lực chảy ngập hoàn toàn hoặc nửa ngập

Hệ thống thoát nớc Hà nội bao gồm [16]

- Mạng lới cống ngầm:

Chủ yếu tập trung ở khu vực nội thành cũ đợc hình thành trớc năm

1939 Mạng lới cống đợc xây dựng theo kiểu cống chung với nhiều loại tiết diện và có tổng chiều dài khoảng 70km, diện tích lu vực thoát nớc xấp

xỉ 1008ha, đợc xây dựng phục vụ cho 380.000 – 400.000 ngời Hiện tại,

khoảng 900.000 ngời Cho đến năm 1995, theo báo cáo của công ty thoát nớc Hà nội, chiều dài đờng cống là 180km trong tổng lu vực 77,5km2trong đó có khoảng 70km cống từ thời Pháp chủ yếu trong khu vực phố cổ Phần còn lại ở các khu vực nội thành mở rộng, mật độ cống 18m/ha, tuy nhiên phân bố không đều, nhiều nơi thậm chí cha có cống Ngoài ra, trong

số khối lợng đờng cống đờng kính 400 – 600 mm chiếm khoảng 65%

đang bị xuống cấp nghiêm trọng nên khả năng tiêu thoát nớc càng kém

Hệ thống hồ Hà nội đợc nối với nhau bởi các mơng thoát nớc Hà nội có 110 hồ ao lớn nhỏ có diện tích khoảng 1.020ha, trong đó khu vực nội thành có khoảng 18 hồ với tổng diện tích 640ha có chức năng điều hoà và thoát nớc cho thành phố Các hồ này ngoài chức năng điều hoà thoát nớc còn sử dụng cho các mục đích khác nh vui chơi giải trí, cảnh quan, nuôi cá làm cho mực nớc đệm của hồ thờng xuyên ở mức cao, gây khó khăn cho khả năng tiêu thoát nớc

Năm 1998, Dự án thoát nớc Hà nội giai đoạn I với tổng kinh phí 200 triệu USD đã đợc triển khai bằng nguồn vốn vay ODA của Chính phủ Nhật bản đã nâng tổng chiều dài đờng cống thoát nớc của Hà nội lên 280km Ngoài ra, các con sông và hồ chính đã và đang đợc cải tạo (kè bờ, nạo vét,…) tạo khả năng thông thoáng của dòng chảy và cải thiện bộ mặt đô thị

Các hạng mục công trình chính đợc thực hiện trong giai đoạn 1 của dự án này bao gồm:

1 Công trình đầu mối Yên Sở: xây dựng hoàn chỉnh nhà trạm bơm xông suất 90m3/s, giai đoạn 1 lắp đặt thiết bị công suất 45m3/s, xây dựng các công trình kỹ thuật và phụ trợ khác có liên quan

2 Cải tạo bốn sông: Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét, Sông Kim Ngu và

đoạn sông phân lũ Lừ – Sét với tổng chiều dài 34km; cải tạo và xây dựng mới cầu cống trên kênh, mơng, sông

3 Cải tạo bảy cửa xả lũ và cửa điều tiết: Thanh Liệt, Nghĩa Đô trên sông Tô Lịch, Văn Điển, Hoà Bình trên sông Kim Ngu; Cống Trắng trên sông Lừ, Hồ Tây A, Hồ Tây B

4 Cải tạo và xây dựng tuyến cống ngầm chiều dài 24km có liên quan trực tiếp đến giải pháp thoát nớc giai đoạn 1

5 Xây dựng cơ sở vật chất (nhà xởng sửa chữa, bảo dỡng, kho tàng, ) và trang bị c… ác loại thiết bị kỹ thuật (bao gồm cả phụ tùng và nhiên liệu) để thực hiện vận hành Dự án và duy tu bảo dỡng hệ thống thoát nớc chung của Thành phố

6 Xây dựng trạm xử lý nớc thải tại khu vực Kim Liên và Trúc Bạch Trong giai đoạn 2 của dự án sẽ tiếp tục đầu t hoàn thiện hệ thống thoát nớc ma cho toàn bộ lu vực sông Tô Lịch (trừ tiểu lu vực Hồ Tây 9,3km2) tổng cộng là 68,2km2; đầu t xây dựng các công trình đầu mối của

hệ thống thoát nớc ma trong một phần lu vực sông Nhuệ (trừ tiểu lu vực

Ba Xã 9,9km2) tổng cộng 48km2

1.1.1.2 Thành phố Hồ Chí Minh:

Trên cơ sở các điều kiện địa hình, hiện trạng thoát nớc đô thị cũng

1 Khu vực thoát nớc trung tâm: bao gồm toàn bộ khu trung tâm thành phố Hệ thống thoát nớc ở khu vực này bao gồm 93 km cống trục và 930 km cống cấp hai Nớc thải và nớc ma của khu vực này đợc thu vào 93 đờng cống trục, xả ra các kênh rạch chính: Nhiêu Lộc – Thị Nghè, Tân Hoá Lò Gốm, Tàu Hũ - – Bến Nghé và Đôi Tẻ, sau cùng xả ra sông Sài Gòn Chất lợng nớc của các kênh rạch trên bị ô nhiễm nặng, hàm lợng BOD cao hơn 100mg/l, đặc biệt một phần của rạch Tân Hoá Lò Gốm lên đến - 400mg/l [15]

2 Khu vực phía Bắc: bao gồm toàn bộ khu vực ngoại thành phía Bắc thành phố Trong khu vực này chỉ có khu vực Gò Vấp là có hệ thống thoát nớc Nớc thải và nớc ma đợc thu vào các cống, rãnh, rạch qua các kênh Tham Lơng – Bến Cát, rạch Bến Đá - Bà Hom xả ra sông Sài gòn

3 Khu vực phía Tây: Bao gồm khu vực đợc đô thị hoá Bình Trạch Khu vực này cha có hệ thống thoát nớc Nớc thải và nớc ma

đợc thu vào các sông Cần Guộc, Bến Lục sau đó xả ra sông Nhà

Bè

4 Khu vực phía Nam: Các kênh thoát nớc chính trong khu vực này

là Ba Lão, Xóm Củi, Ông Lớn, Cây Khế, Dìa, Mơng Chuối Khu vực này nằm trong vùng đất thấp có mạng lới kênh rạch dày đặc

và đợc phát triển nh vùng đất nông nghiệp Nớc thải và nớc ma đợc thu vào các rạch tự nhiên qua các kênh rạch kể trên và cuối cùng xả ra sông Nhà Bè

5 Khu vực Đông Bắc: Khu vực này thờng xuyên bị ngập lụt do khi thuỷ triều lên nớc chảy ngợc từ sông Sài gòn vào và gồm chủ yếu

là các vùng đất nông nghiệp Đặc biệt trong khu này không có hệ

thống thoát nớc Nớc thải và nớc ma xả vào sông Sài Gòn và sông Đồng Nai thông qua hệ thống rạch Gò Dừa, Câu và Gò Công

6 Khu vực Đông Nam: Khu vực này chủ yếu là các vùng đất nông nghiệp và một khu dân c mới đợc phát triển Khu vực này có hệ thống kênh rạch dày đặc nhng không có hệ thống cống thoát nớc Nớc thải và nớc ma đợc thu vào các rãnh, kênh qua các

hệ thống rạch Chiếc, Ông Hông, Kiêu, Ông Nhiêu chảy vào sông

là có một phần hoặc toàn bộ hệ thống thoát nớc chung, diện tích khu vực có cống thoát nớc cao nhất 100% là quận 1, 3, 5, quận có tỷ lệ thấp nhất là quận Bình Chánh (0,3%) Theo báo cáo của công ty thoát nớc đô thị thì hiện nay công ty đang quản lý 516km đờng cống có đờng kính lớn hơn 400mm, ngoài ra còn 415km đờng cống khác có kích thớc nhỏ hơn 400mm Toàn bộ hệ thống bao gồm 100km (20%) có từ trên 100 năm, 250km (25%) có từ 30 đến 100 năm và chỉ có 150km (30%) là đợc xây dựng cách đây cha đến 20 năm [15]

Một số dự án về thoát nớc:

Hiện đã có hai dự án đợc phê duyệt cho hai lu vực lớn là lu vực kênh Đôi Tẻ (giai đoạn thực hiện 2000 – 2005) và lu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè (giai đoạn thực hiện 1997 – 2005) Đặc điểm chung của hai dự án này là:

+ Tiếp tục sử dụng cống chung nhng có chú ý đến điều kiện về lâu dài sẽ cải tạo thành cống riêng hoàn toàn

+ Xây dựng cống bao thu nớc thải, cống bao có kích thớc lớn đặt sâu

+ ở những khu vực đất thấp bị ngập khi gặp chiều cao thì xây dựng hệ thống cống riêng

1.1.1.3 Thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả

Hệ thống kênh thoát nớc ở thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả chủ yếu là kênh thoát nớc ma, các kênh này ngắn và xả ra vịnh Hạ Long tại phía Đông và xả ra vinh Bái Tử Long tại phía Tây Các kênh thoát nớc này thờng xuyên bị tắc nghẽn do các chất thải từ các hộ gia đình thải thẳng xuống vì đây là cách xả thải thuận tiện nhất Khi trời ma, chất thải thờng

đợc đa ra biển mà nơi tập kết của chúng là các bãi tắm và tại các hòn đảo Hiện tại nhiều hộ dân trong khu vực gần các kênh thoát nớc thờng xả trực tiếp các chất thải từ bề tự hoại vào kênh rồi chảy ra vịnh mà không qua bất

kỳ khâu xử lý nào Do đó các kênh hoạt động nh những cống kết hợp cống nớc thải và nớc ma, đợc xem nh là các kênh thoát nớc chung Bên cạnh đó nớc thải công nghiệp (gồm có cả nhà máy sàng tuyển than) cũng

đợc xả trực tiếp ra biển thông qua các kênh thoát nớc riêng mà không qua

xử lý Hiện trạng thoát nớc nh vậy ở thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng tới nguồn nớc mặt tiếp nhận, đặc biệt thành phố Hạ Long lại là khu vực nhạy cảm, di sản của thế giới.Tổng

chiều dài kênh của các đợc các công ty môi trờng bảo dỡng: Hòn Gai 28,1km, Bãi Cháy 6,7km, Cẩm Phả 34,8km Các khu vực này thờng bị ngập lụt khi có ma do kích thớc các kênh thoát nớc nhỏ, không đủ khả năng tiêu thoát, và còn tắc nghẽn cống do việc vứt rác đặc biệt là tại Cẩm Phả chất thải khai thác từ các mỏ than xả xuống các kênh không thể kiểm soát đợc [15]

Dự án thoát nớc và vệ sinh môi trờng thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả thuộc dự án Vệ sinh 3 thành phố Việt Nam, giai đoạn thực hiện

1999 – 2003 Mục đích của dự án là cải thiện môi trờng ở các khu vực đô thị nhằm bảo tồn môi trờng quốc gia ở vịnh Hạ Long và giảm lũ lụt Phạm

vi nghiên cứu của dự án bao gồm 3 khu vực: Bãi Cháy (152ha), Hòn Gai (710ha), thuộc thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả (930ha) Nội dung đầu t và các giải pháp công nghệ của dự án bao gồm:

+ Vẫn giữ nguyên hệ thống cống chung cho cả 3 khu vực Đối với Hòn Gai, Cẩm Chả, giai đoạn đầu cho xả thẳng ra biển Riêng khu vực Bãi Cháy,

để bảo vệ bãi tắm đã xây dựng tuyến cống bao và phát triển tuyến cống thu gom nớc thải riêng cho một khu vực dân c tập trung có mật độ dân số trên 200ngời/ha

+ Tuyến cống bao cho khu vực Bãi Cháy là tuyến cống áp lực

+ Trạm xử lý nớc thải đặt tại khe núi cạnh kênh Đồng, công suất 3000m3/ngày áp dụng công nghệ xử lý nớc thải bằng phơng pháp sinh học sử dụng bùn hoạt tính, có hồ sinh học để xử lý cấp 3

+ Khu vực Hòn Gai và Cẩm Phả có trạm xử lý bùn bể tự hoại riêng

Đây là chùm đô thị cấp hai bao gồm ba khu vực riêng biệt là Bãi Cháy, Hòn Gai và Cẩm Phả với các đIều kiện kinh tế xã hội khác nhau Hớng u tiên của Dự án là phát triển hệ thống thoát nớc gắn liền với lợi ích cụ thể

cả hệ thống thoát nớc thải và nớc ma; trong khi ở Hòn Gai và Cẩm Phả chỉ nhằm giảm thiểu ngập lụt

Tóm lại, phần lớn hệ thống cống thoát nớc ở các đô thị trong cả nớc

đều đã cũ, h hỏng và xuống cấp theo thời gian nên không đáp ứng đợc yêu cầu thực tế dẫn đến tình trạng thờng xuyên bị ngập úng trong mùa ma Các

đô thị vùng đồng bằng thờng bị ngập dài hơn còn các đô thị vùng núi thì bị

lũ quét làm h hỏng các công trình xây dựng, ách tắc giao thông, cản trở sản

xuất gây thiệt hại lớn về kinh tế

1.1.2 Nhận xét tình hình thoát nớc và thu gom nớc thải đô thị Việt Nam

Trong những năm gần đây, sự phát triển đô thị hoá và công nghiệp hoá

đã kéo theo sự tăng khối lợng nớc thải sinh hoạt, sản xuất, thơng mại

đồng thời thành phần và tính chất của nớc thải cũng trở nên đa dạng Hơn nữa, sự phân bố các nhà máy công nghiệp trong những khu dân c là tình trạng phổ biến ở hầu khắp các thành phố trong cả nớc do quá trình phát triển đô thị cũng nh các công tác quy hoạch yếu kém đã góp phần gây tác

động xấu đến môi trờng

Bảng 1.1 Thống kê số hộ gia đình đợc hởng dịch vụ vệ sinh thoát nớc

[15]

Loại đô thị % hộ gia đình hởng dịch vụ thoát nớc

do đó công tác quản lý vận hành mạng lới thêm khó khăn

- Vào những trận ma đầu mùa toàn bộ cặn lắng trong cống cuốn trôi theo dòng nớc, xả vào các ao hồ gây ô nhiễm đột xuất cho môi trờng tiếp nhận

- Mặc dù các giếng thu nớc ma đều có cấu tạo chắn mùi nhng về mùa khô không có hiệu quả Do vậy cặn lắng đọng trong cống bốc mùi lên gây ô nhiễm môi trờng đô thị

- Do chất lợng mặt đờng đô thị cha hoàn thiện nên đất cát theo nớc ma, nớc rửa đờng trôi vào cống nhiều Do vậy, thành phần các chất vô cơ và hữu cơ trong nớc thải và cặn lắng nớc thải rất lớn, gây khó khăn cho quá trình xử lý

- Trong những năm gần đây, ở một số khu vực đô thị xây dựng nhà

Hệ thống thoát nớc đô thị Việt Nam có liên quan mật thiết đến việc khai thác và sử dụng các nguồn nớc mặt nh hồ, kênh mơng, sông chảy qua thành phố, các vùng biển ven bờ Đây là nơi tiếp nhận, lu trữ, tiêu thoát nớc chung của thành phố bằng các quá trình làm sạch sinh học tự nhiên Hiện nay, nớc ma từ hệ thống thoát nớc chung của thành phố xả vào hồ, sông, kênh, mơng mang theo hàm lợng lớn cặn và rác làm cho chúng bị bồi lấp, các loại nớc thải cha qua xử lý có tải lợng các chất bẩn cao, các chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận và gây rủi ro lớn đối với hệ sinh thái nớc Các hồ, kênh mơng trong thành phố thực ra đã trở thành nơi tiếp nhận nớc thải và là một bộ phận của hệ thống thoát nớc Vì vậy chất lợng nớc trong các hồ, kênh mơng này chẳng khác bao nhiêu so với chất lợng nớc thải

Hiện tại hầu hết các đô thị trong cả nớc đều không có trạm xử lý nớc thải tập trung [15] Các bể tự hoại đóng vai trò nh một công trình xử

lý nớc thải duy nhất trong các đô thị

Tóm lại, đối với các đô thị nói chung hệ thống xử lý nớc thải chủ yếu vẫn là các trạm xử lý cục bộ cho một số khu dân c nhỏ, các bệnh viện,… nhng hầu nh hiệu quả xử lý thấp Vì vậy việc lựa chọn giải pháp xử lý nớc thải thích hợp vẫn còn là mối bận tâm của các cơ quan quản lý về cấp thoát nớc và vệ sinh môi trờng

1.2 Đặc tính dòng thải đô thị

1.2.1 Phân loại dòng thải đô thị

Nớc thải đợc hiểu là chất lỏng đợc thải ra sau quá trình sử dụng của con ngời và bị thay đổi thành phần, tính chất ban đầu của chúng Đó cũng là cơ sở cho việc chọn lựa các biện pháp cũng nh công nghệ xử lý Theo cách phân loại này nớc thải đô thị có thể phân thành các loại chính sau đây:

Nớc ma:

Nớc ma đợc xem nh là nớc thải tự nhiên Đây là loại nớc thải ít chất bẩn, chủ yếu là nớc ma đợt đầu khi rơi xuống mặt đất, có chứa nhiều tạp chất vô cơ, hữu cơ nh cát bụi, rác, phân súc vật,… ở những nớc phát triển, nớc thải tự nhiên này đợc thu gom theo một hệ thống thoát nớc riêng Đối với trờng hợp hệ thống thoát nớc chung nh hầu hết của các đô thị nớc ta thì lu lợng nớc thải chảy về trạm xử lý bao gồm cả nớc ma

Nớc thải sinh hoạt:

Nớc thải sinh hoạt là nớc thải từ các khu vực dân c, khu vực hoạt

động thơng mại, công sở, trờng học, bệnh viện, trại điều trị, điều dỡng, các trạm rửa xe ô tô, đài phun tạo cảnh, trạm lạnh, trạm điều hoà không khí

và các cơ sở tơng tự khác Lợng nớc thải dao động trong phạm vi rất lớn, tuỳ thuộc vào tập quán sinh hoạt của ngời dân, mức sống xã hội, điều kiện

tự nhiên,… Khoảng 65 – 85% lợng nớc cấp cho một ngời trở thành nớc thải [5]

Nớc thải sinh hoạt chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó có khoảng 52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số vi sinh vật

có thể gây bệnh Đồng thời trong nớc thải cũng chứa các vi khuẩn có hại có tác dụng phân huỷ các chất thải Bảng 1.2 phân loại mức độ theo thành phần hoá học điển hình của nớc thải sinh hoạt:

Bảng 1.2: Thành phần nớc thải sinh hoạt và phân loại mức độ ô nhiễm theo

Đối với những khu thơng mại, cơ quan, trờng học, bệnh viện khu giảI trí phải xây dựng trạm bơm và khu xử lý nớc thải riêng

Nớc thải công nghiệp:

Nớc thải công nghiệp là nớc thải từ các nhà máy đang hoạt động, bao gồm cả nớc thải sinh hoạt nhng trong đó nớc thải sản xuất là chủ yếu Thành phần và tính chất của nớc thải sản xuất ở các nhà máy, xí nghiệp khác xa so với nớc thải sinh hoạt Thành phần nớc thải sản xuất rất

đa dạng, thậm chí ngay trong một ngành công nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện của công nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trờng Trong từng trờng hợp cụ thể cần sử dụng các nguồn tài liệu thích hợp Căn cứ vào thành phần và khối lợng nớc thải mà lựa chọn

công nghệ và kỹ thuật xử lý phù hợp Thành phần nớc thải của một số ngành công nghiệp đợc thể hiện trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Tính chất đặc trng của nớc thải một số ngành công nghiệp [5]

Các chỉ tiêu Chế biến

sữa

Sản xuất thịt hộp

Dệt sợi tổng hợp

Sản xuất clophenol

BOD5, mg/l 1000 1400 1500 4300 COD, mg/l 1900 2100 3300 5400 Tổng chất rắn, mg/l 1600 3300 8000 5300 Chất rắn lơ lửng, mg/l 300 1000 2000 1200 Nitơ, mgN/l 50 150 30 0

- Xuất hiện các vật nổi trên mặt nớc hoặc có cặn lắng

- Thay đổi tính chất lý học: bị đục, có mùi,…

- Hàm lợng oxy hoà tan (DO) trong nớc bị giảm (DO < 4mg/l trong nớc gây ra những ảnh hởng xấu cho các loàI sinh vật)

- Nhiễm độc nguồn nớc, tác động đến hệ thuỷ sinh trực tiếp hoặc thông qua chuỗi thức ăn

- Xuất hiện hoặc làm tăng các vi khuẩn gây bệnh

Tóm lại nớc thải sinh hoạt hay nớc thải công nghiệp nếu không

đợc xử lý thích hợp đều gây ảnh hơng ít nhiều đến nguồn nớc tiếp nhận, gây tác động xấu đến vệ sinh môi trờng và sức khoẻ con ngời

1.2.2 Đặc tính dòng thải đô thị

Tính gần đúng, nớc thải đô thị thờng gồm khoảng 50% là nớc thải sinh hoạt, 14% nớc thấm và 36% là nớc thải sản xuất [5] Lu lợng nớc thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các tính chất đặc trng của thành phố Lu lợng nớc thải và hàm lợng các chất thải thờng dao động rất lớn Lu lợng nớc thải của các thành phố biến động từ giá trị nhỏ nhất bằng 20% lu lợng trung bình đến giá trị lớn nhất bằng 250% lu lợng trung bình, còn đối với các thành phố lớn sự dao động đó từ 50% - 200% lu lợng trung bình Lu lợng nớc thải lớn nhất trong ngày vào lúc 10-12 giờ tra và thấp nhất vào khoảng 5 giờ sáng Hàm lợng BOD và chất rắn lơ lửng có dạng đờng cong gần giống nh đờng cong lu lợng Q (l/s)

Hình 1.1 Sự biến động theo thời gian trong ngày của nớc thảI đô thị [5] Lu lợng và tính chất nớc thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày làm việc và ngày nghỉ trong tuần cũng cần đợc tính đến khi đánh giá sự biến

động lu lợng và nồng độ chất gây ô nhiễm

Nớc thải đô thị là hỗn hợp phức tạp thành phần các chất, trong đó chất bẩn thuộc nguồn gốc hữu cơ thờng tồn tại dới dạng không hoà tan, dạng keo,

và dạng hoà tan

Thành phần tính chất của nớc thải sinh hoạt đô thị là tơng đối ổn

định Thành phần tính chất đó phụ thuộc vào nhiều yếu tố (lĩnh vực sản xuất công nghiệp, nguyên liệu tiêu thụ, chế độ công nghệ, lu lợng đơn vị tính trên sản phẩm, ) và rất đa dạng.…

Nớc thải đô thị với đặc tính là có hàm lợng Nitơ, Photpho, Cacbon hữu cơ (BOD) và các cặn lơ lửng (SS) cao đợc thể hiện trong bảng dới - Bảng thông số ô nhiễm và giới hạn cho phép

Bảng 1.4 Thông số ô nhiễm đặc trng của nớc thải đô thị [2]

trình xử lý cục bộ với mục đích đảm bảo tính an toàn của hệ thống mạng lới

và xử lý nớc thải đô thị

B¶ng 2.1 Th«ng sè « nhiÔm vµ giíi h¹n cho phÐp [2]

lý nh÷ng chÊt keo vµ hoµ tan; khö trïng lµ kh©u cuèi cïng

Dây chuyền công nghệ xử lý nớc thải sinh hoạt phổ biến có thể chia làm 4 khối:

1/ Khối xử lý cơ học (xử lý sơ cấp)

Nớc thải tuần tự qua song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hoà và bể lắng đợt I Chức năng của khối xử lý cơ học là tách rác và các hạt rắn có kích thớc lớn khỏi dòng nớc thải đảm bảo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau

2/ Khối xử lý sinh học (xử lý thứ cấp)

Nớc thải tuần tự qua các khối xử lý cơ học, công trình xử lý sinh học,

bể lắng đợt II Tại đây các chất hoà tan và các chất rắn không tan mà không

bị loại bỏ đợc ở các công trình phía trớc sẽ đợc xử lý tơng đối triệt để và tách ra khỏi nớc Một số vi sinh vật gây bệnh trong nớc thải cũng bị loại

bỏ khi qua công trình xử lý sinh học

3/ Khối khử trùng

Nớc thải sau khi qua khối xử lý cơ học (nếu điều kiện vệ sinh cho phép) hoặc khối xử lý sinh học sẽ đợc hoà trộn cùng với chất khử trùng, tới máng trộn, bể tiếp xúc và phản ứng khử trùng xảy ra ở bể tiếp xúc Nớc thải sau khi qua khối khử trùng sẽ đợc thải ra nguồn tiếp nhận

4/ Khối xử lý cặn

Bùn cặn lấy ra từ các bể lắng đợc đa tới các công trình xử lý cặn để tiếp tục xử lý Qua các công đoạn tách nớc, ổn định, làm khô, bùn cặn sẽ

đợc đa đi chôn lấp hay sử dụng vào mục đích khác

Dới đây là sơ đồ tổng quát dây chuyền xử lý nớc thải đô thị thờng

áp dụng cho những trờng hợp trạm xử lý có quy mô lớn và yêu cầu vệ sinh cao Đối với những trờng hợp cho phép giảm mức độ xử lý hoặc đối với

những trạm có công suất nhỏ sơ đồ có thể đơn giản hơn:

Sơ đồ tổng quát dây chuyền xử lý nớc đô thị

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát dây chuyền xử lý nớc thải đô thị thờng áp dụng

1 – Song chắn rác 7 – Bể tiếp xúc khử trùng 1a – máy nghiền rác

2 – Bể lắng cát 8 – Xử lý cặn 2a – Sân phơi cát

3 – Bể lắng đợt I 9 – Công trình làm khô cặn I – Khối xử lý cơ học

4 – Xử lý sinh học Đờng nớc II – Khối xử lý sinh học

5 – Bể lắng đợt II đờng cặn III – Khối khử trùng

6 – Máng trộn đờng phân chia khối IV – Khối xử lý trùng

1

4

8 Nớc thải

3

2.2.2 Khối xử lý sinh học:

Là công đoạn phân huỷ sinh học các chất hữu cơ, chuyển hoá chất hữu cơ có khả năng phân hủy thành các chất vô cơ (giai đoạn vô cơ hoá hoặc khoáng hoá các chất hữu cơ) Các chất khoáng tạo ra cùng với các chất hữu cơ có sẵn trong nớc thải sẽ đợc các vi sinh vật sử dụng để sản xuất sinh khối Kết quả là nớc thải đợc làm sạch

Ngời ta có thể phân loại các phơng pháp sinh học dựa trên cơ sở khác nhau, song nhìn chung có thể chia chúng thành hai loại sau:

Phơng pháp hiếu khí là phơng pháp xử lý sử dụng các nhóm sinh vật hiếu khí để oxy hoá các hợp chất hữu cơ, năng lợng khai thác đợc từ quá trình sinh học xảy ra trong điều kiện môi trờng có đủ oxy

Phơng pháp yếm khí là phơng pháp xử lý sử dụng các vi sinh vật yếm khí để phân huỷ các chất hữu cơ trong nớc thải trong điều kiện không

có oxy

a/ Phơng pháp xử lý hiếu khí:

Các quá trình của phơng pháp xử lý hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện

tự nhiên hoặc trong các điều kiện nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo ngời ta tạo ra các điều kiện tối u cho quá trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều lần so với các quá trình trong tự nhiên

Ưu điểm: - Thời gian lu nớc thải ngắn

- Khả năng thích nghi của sinh vật cao

Các hợp chất hoá học trải qua nhiều phản ứng chuyển hoá khác nhau trong nguyên sinh chất của tế bào Các phơng trình phản ứng của quá trình oxy hoá sinh hoá ở điều kiện hiếu khí:

Oxy hoá các chất hữu cơ:

CxHyOz + )

2

z 4

z 4

( x + y− + O2 xCO2 +

2

3

− y

H2O + NH3Tổng hợp để xây dựng tế bào:

CxHyOz+ NH3+ 5 )

2

z 4 ( x + y− − O2 C5H7NO2+(x-

-ΔH năng lợng

Các công trình nhân tạo xử lý hiếu khí thờng gặp nh: bể Aeroten, bể lọc sinh học, đĩa sinh học, bể SBR, mơng oxy hóa, Ngoài ra các công trình xử lý hiếu khí xảy ra trong điều kiện nhân tạo nh xử lý trong hồ sinh học, cánh đồng tới, cánh đồng lọc,

- Thu đợc khí Biogas trong đó có CH4 khoảng 50 – 70%

- Không cần cấp oxy nên giảm đợc chi phí năng lợng Nhợc điểm: Thời gian lu nớc dài do đó đầu t xây dựng cơ bản -

và thiết bị lớn

- Thời gian ổn định công nghệ dài do khả năng thích nghi của vi sinh vật chậm

- Quy trình vận hành phức tạp

Cơ chế quá trình phân giải yếm khí các chất hữu cơ gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Giai đoạn thuỷ phân

Dới tác dụng của các enzim thuỷ phân hydrolaza của vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ phức tạp nh: gluxit, lipit, protein, đợc phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản, dễ tan trong nớc nh: đờng, peptit, glyxerin, axit hữu cơ, axit amin, khi đó các chất này đóng vai trò là nguồn thức ăn và năng lợng cho vi sinh vật sống và hoạt động

Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men và tạo các axit hữu cơ

Các sản phẩm thuỷ phân sẽ đợc phân giải yếm khí tạo thành các axit hữu cơ có phân tử lợng nhỏ hơn nh: axit butyric, axit ptopionic, axit axetic, axit foocmic, Trong quá trình lên men axit hữu cơ, một số axit béo phân tử lợng lớn đợc chuyển hoá tạo axit axetic dới tác dụng của vi khuẩn axetogen

Ngoài ra sự lên men cũng tạo thành các chất trung tính nh: rợu, aldehit, axeton, các chất khí CO2, H2, NH3, H2S và một lợng nhỏ khí indol, scatol,

Trong giai đoạn này BOD và COD giảm không đáng kể, đặc biệt độ

pH của môi trờng có thể giảm mạnh

VK hiếu khí

Dới tác dụng của các vi sinh vật lên men metan, các axit hữu cơ, các chất trung tính bị phân giải tạo thành khí metan

Sự hình thành khí metan có thể theo hai cơ chế sau:

- Do Decacboxyl hoá các axit hữu cơ (khoảng 70% CH4 đợc hình thành theo cơ chế này)

CH3COOH CH4 + CO2

- Do khử CO2 trong đó chất nhờng điện tử là H2 hoặc các chất mang H+ trung gian (khoảng 30% CH4 đợc hình thành theo cơ chế này)

Thuyết minh quá trình:

Quá trình gồm một vùng thiếu khí và một vùng hiếu khí Bùn tuần hoàn từ bể lắng II đợc đa vào bể thiếu khí

Trong điều kiện hiếu khí, chất hữu cơ đợc sử dụng để tổng hợp sinh khối Đây chính là quá trình khử cacbon hữu cơ:

VK nitrat hoá

CxHyOz+ NH3+ 5 )

2

z 4

( x + y− − O2 C5H7NO2+(x-5)CO2+

2

4

− y

H2O

Bên cạnh đó, trong điều kiện hiếu khí còn xảy ra quá trình nitrat hoá:

NH3+ 2O2 H2O + H+ + NO3Thành phần nitrat (NO3-) đợc tuần hoàn trở lại bể thiếu khí Tại đây vi sinh vật sẽ sử dụng nguồn cacbon hữu cơ cho quá trình khử nitrat Sự thiếu vắng oxy sẽ cho phép vi khuẩn non poly-P sử dụng nitrat nh thành phần nhận

-điện tử và biến chúng thành khí nitơ:

2NO3- + 5(H2) N2↑ + 2OH- + 4H2O Nh vậy việc kết hợp xử lý hiếu khí và xử lý thiếu khí rất hữu hiệu cho quá trình khử nitơ Quá trình này đã loại bỏ BOD và nitơ với hàm lợng cao

Ưu nhợc điểm của quá trình:

Kết hợp xử lý thiếu khí và xử lý hiếu khí áp dụng khử nitơ nồng độ cao, còn xử lý hiếu khí áp dụng khử cácbon hữu cơ nồng độ cao

Tuy nhiên đối với nớc thải chứa hàm lợng photpho lớn thì quá trình

AO cha đạt hiệu quả

2.3.2 Quá trình Bardenpho

Sơ đồ quá trình:

Hiếu khí Thiếukhí Hiếu khí Lắng

Thiếu khí

Tuần hoàn bùn

Tuần hoàn hỗn hợp lỏng

Bùn

Hệ thống Bardenpho gồm bốn bậc: hai bậc thiếu khí và hai bậc hiếu khí đợc xếp xen kẽ nhau Nớc thải cần xử lý và bùn hoạt tính tuần hoàn trở lại đợc đa vào bậc thiếu khí thứ nhất; đồng thời nớc thải từ bậc hiếu khí thứ nhất đợc tuần hoàn vào bậc thiếu khí thứ nhất

Trong điều kiện hiếu khí, chất hữu cơ đợc sử dụng để tổng hợp sinh khối Đây chính là quá trình khử cacbon hữu cơ

C x H y O z N + NH 3 + (x + y/4 + z/2 – 5) O 2 → C 5 H 7 NO 2 + (x 5) CO - 2 + (y 4)/2 H - 2 O + ∆H

Ngoài ra trong hệ thống hiếu khí còn xảy ra quá trình nitrat hoá:

NH3+ 2O2 → H2O + H+ + NO3Thành phần nitrat (NO3-) đợc tuần hoàn trở lại bể thiếu khí Tại đây vi sinh vật sẽ sử dụng nguồn cacbon hữu cơ cho quá trình khử nitrat Nh vậy việc kết hợp xử lý hiếu khí và xử lý thiếu khí rất hữu hiệu cho quá trình khử nitơ

-Ưu nhợc điểm của quá trình:

Kết hợp xử lý hiếu khí và xử lý thiếu khí áp dụng khử nitơ nồng độ cao, còn xử lý hiếu khí áp dụng khử cácbon hữu cơ nồng độ cao Hiệu quả khử Photpho trong quá trình này tốt hơn so với sự đồng hoá Photpho thông thờng trong quá trình bùn hoạt tính Tuy nhiên để tăng hiệu quả khử Photpho thì cần phải đặt trớc bể thiếu khí thứ nhất một bể yếm khí, quá trình đợc chuyển sang năm bậc và đợc gọi là quá trình Phoredox

Hình 2.4 Sơ đồ xử lý sinh học Phoredox

Thuyết minh quá trình:

Quá trình Phoredox đợc cải tiến từ hệ thống Bardenpho, hệ thống này gồm năm bậc trong đó bậc yếm khí bổ sung vào trớc bậc thiếu khí thứ nhất trong hệ thống Bardenpho Bùn từ bể lắng đợc kết hợp với dòng tuần hoàn trở lại bể yếm khí

Bậc yếm khí bổ sung kết hợp bậc thiếu khí có tác dụng khử photpho,

bổ sung cho quá trình Bardenpho chỉ khử đợc cacbon hữu cơ và nitơ

Quá trình Phoredox năm bậc khi loại bỏ hai vùng thiếu khí và hiếu khí thứ hai sẽ đợc quá trình Phoredox cải tiến áp dụng trên quy mô công nghiệp Tổn thất dung lợng khử nitrat sinh ra do sự thay đổi này sẽ đợc bù

đắp bằng cách tăng thể tích bể thiếu khí thứ nhất

Ưu nhợc điểm quá trình

Quá trình Phoredox về cơ bản đã khử đợc nớc thải có hàm lợng BOD, tổng Nitơ và tổng Photpho cao vì đã kết hợp đợc quá trình yếm khí và hiếu khí (khử Photpho), quá trình hiếu khí thiếu khí (khử Nitơ) và quá trình - hiếu khí khử cacbon Tuy nhiên các thông số thiết kế cho các quá trình lớn: thời gian lu trong các bể, nồng độ bùn hoạt tính (MLSS), dòng tuần hoàn,… dẫn đến khó vận hành hệ thống, chi phí xử lý cao Từ các phân tích trên thì

quá trình Phoredox cần phải cải tiến cho các thông số hợp lý hơn

2.3.4 Quá trình UCT

Sơ đồ quá trình: Tuần hoàn

Hình 2.5 Sơ đồ xử lý sinh học UCT

Thuyết minh quá trình:

Tất cả các quá trình ở trên đều có một điểm chung là đa hồi lu trở lại một lợng nitrat nào đó có thể hoà tan, điều đó sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật sinh axit, do đó tạo một cơ chất không cần thiết cho sự phát triển của

hệ thống vi sinh vật phân huỷ Poly P Quá trình UCT sẽ loại bỏ đợc nhợc

-điểm trên bằng cách tuần hoàn bùn trở lại bể thiếu khí thứ nhất và tuần hoàn hỗn hợp lỏng từ bể thiếu khí sang bể yếm khí, từ bể hiếu khí sang bể thiếu khí

Ưu nhợc điểm của quá trình

Việc tuần hoàn bùn trở lại bể thiếu khí và tuần hoàn hỗn hợp lỏng từ

bể thiếu khí sang bể yếm khí có tác dụng giảm lợng axit dẫn sang bể yếm khí, tạo môi trờng thuận lợi hơn cho vi sinh vật phân huỷ Photpho, tăng hiệu quả khử Photpho

Nh vậy hệ thống khử đợc cả BOD, nitơ và photpho nồng độ cao Tuy nhiên do có nhiều dòng tuần hoàn nên việc vận hành và kiểm soát sự ổn

định các thông số của hệ thống là không đơn giản; tỷ lệ tuần hoàn hỗn hợp lỏng từ bể thiếu khí sang bể yếm khí bằng 3 - 5Qvào tơng đối lớn, dẫn đến

Hình 2.6 Sơ đồ quá trình SBR – Hồ sinh học.

Thuyết minh quá trình:

Bể SBR giống bể Aeroten khuấy trộn liên tục, tuy nhiên có thêm Decanter để thu nớc trong, ống hút bùn – bơm bùn để thu bùn, quá trình trong bể SBR đợc thực hiện theo từng mẻ, mỗi mẻ gồm các công đoạn: nạp nớc, làm thoáng, lắng, rút nớc trong và tháo bùn Trong thời gian ngừng cấp khí trong bể xuất hiện các vùng yếm khí – thiếu khí – hiếu khí Đây là

điều kiện thuận lợi cho quá trình làm sạch nớc thải chứa hàm lợng BOD, Nitơ, Photpho Sau thời gian lắng, nớc thải đợc rút ra khỏi bể tới hồ sinh học làm sạch triệt để nhờ ánh sáng mặt trời

Ưu nhợc điểm của quá trình:

Quá trình này đã đợc áp dụng tại Bãi Cháy, Hòn Gai, Cẩm Phả; u

điểm của quá trình là hệ thống đơn giản về kết cấu, dễ xây dựng, làm sạch triệt để nớc thải do có bố trí hồ sinh học

Nhợc điểm là tất cả các quá trình xử lý xảy ra trong một bể sẽ khó theo dõi và kiểm soát các thông số công nghệ, quá trình này đòi hỏi phải có

quỹ đất lớn cho hồ sinh học

2.3.6 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Hình 2.7 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Thuyết minh quá trình

Trong bể lọc, chất các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích lớn nhất trong đIều kiện có thể Nớc thải đợc hệ thống phân phối phun thành giọt đều khắp trên bề mặt của lớp vật liệu Nớc sau khi chạm lớp vật liệu chia thành các hạt nhỏ chảy thành màng mỏng qua khe lớp vật liệu đi xuống phía dới Trong thời gian chảy nh vậy nớc thải tiếp xúc với màng nhầy gelatin bám quanh vật liệu lọc Sau một thời gian, chiều dày của lớp nhầy gelatin tăng lên ngăn cản oxy của không khí không thấm vào trong lớp màng nhầy đợc Do không có oxy, tại lớp trong của màng nhầy sát với bề mặt cứng của vật liệu lọc, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân huỷ yếm khí cuối cùng là khí metan và CO2 làm tróc lớp màng ra khỏi vật liệu cứng rồi bị nớc cuốn xuống phía dới Trên mặt

hạt vật liệu lọc lại hình thành lớp màng mới, hiện tợng này đợc lặp đi lặp lại tuàn hoàn và nớc thải đợc làm sạch BOD và các chất dinh dỡng Nớc sau bể lọc sinh học có bùn lơ lửng do các màng sinh học tróc ra đợc đa tới

bể lắng đợt II

Bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nớc:

Sơ đồ quá trình:

Hình 2.8 Sơ đồ bể lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nớc

Thuyết minh quá trình:

Nớc thải đã qua bể lắng đợt một đợc bơm lên máng phân phối, theo dàn ống phân phối đều trên diện tích đáy bể, nớc đợc trộn đều với không khí cấp từ ngoài vào qua dàn ống phân phối Hỗn hợp khí nớc đi cùng chiều

từ dới lên qua lớp vật liệu lọc Trong lớp vật liệu lọc xảy ra quá trình khử BOD và chuyển hoá NH4 + thành NO3-, lớp vật liệu lọc có khả năng giữ lại cặn lơ lửng, nớc trong đợc thu vào máng thu đi ra ngoài Nếu muốn khử BOD, NO3-, và P, nên lọc từ hai bậc trở lên, ở bể lọc cuối, dàn phân phối khí

đặt vào giữa lớp vật liệu lọc ở cao độ sao cho lớp vật liệu lọc nằm dới dàn phân phối khí có đủ thể tích là vùng thiếu khí (Anoxic) để khử NO3-và P

Ưu nhợc điểm của quá trình:

Quá trình phân giải yếm khí trong lớp vật liệu lọc cho phép nớc thải

v v v v v v v v

v v v v v v v v

Không khíVật liệu lọc

Nớc thải ra Nớc thải vào