Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Gò Đen huyện Bến Lức tỉnh Long An công suất 200m3

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, ngoài racòn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm.Chất hữu cơ chứa trong nước thải s

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đinh Tuấn đã tận tình hướng dẫn,giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện luận văn này Xin cảm ơn các thầy cô khoaMôi Trường đã trang bị cho em những kiến thức quý báu và bổ ích trong suốt thờigian học tập tại trường.

Đề tài này được thực hiện trong vòng 4 tháng Bước đầu tiếp cận thực tế còn

có nhiều bỡ ngỡ và kiến thức còn hạn chế Tuy nhiên em hy vọng đề tài này sẽ cótính thực tiễn góp một phần vào việc tìm ra giải pháp thích hợp cho quy trình xử lýnước thảI cho khu dân cư tập trung ở TP.HCM

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân đã động viên, tạođiều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập thực hiện luận văn này

Xin chân thành cảm ơn

TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2005

Nguyễn Nhật Trường

MỞ ĐẦU

 Đặt vấn đề.

Hiện nay, cả nước đang tiến hành quy hoạch lại mặt bằng phân bố dân cư nhằm tạo vẻ mỹ quang đô thị Từ đó, nhiều khu dân cư được hình thành trong đó có khu dân cư Gò Đen Bên cạnh bố trí lại mặt bằng, phát triển hệ thống hạ tầng

cơ sở, đường xá, nhằm tạo cảnh quan sạch đẹp, nâng cao điều kiện sống cho người dân, thì việc thu gom và xử lý các chất thải của khu dân cư cũng phải được đảm bảo tiến hành Tốc độ gia tăng các chất thải(bao gồm chất thải rắn, nước thải, khí thải) phát sinh từ các khu dân cư cũng tương ứng với tốc độ hình thành các khu dân cư như hiện nay cùng với tốc độ gia tăng dân số Các chất thải này gây ảnh hưởng ngay từ lúc nó được thải ra và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, đời sống của chính những người trong khu dân cư đó, và cả những khu vực lân cận

Nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường, nước thải làm ảnh hưởng đến môi trường sống xung quanh khu dân cư, ảnh hưởng đến đời sống các thủy sinh vật trong các kênh rạch tiếp nhận lượng nước thải trên, ảnh hưởng đến cây trồng, mùa màng

Vì vậy việc xây dựng, thu gom và xử lý nước thải của khu dân cư trở thành vấn đề cấp thiết Do đó em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu dân cư Gò Đen, Bến Lức, Long An”

 Mục tiêu của luận văn.

Từ các số liệu về dân cư, nước thải, địa hình, thủy văn và các yếu tố khác, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư Gò Đen nhằm đạt QCVN 14:2008

 Tìm hiểu về khu dân cư Gò Đen

 Tìm hiểu về tính nước thải của khu dân cư

 Lựa chọn vị trí xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

 Phân tích số liệu, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải

 Vẽ các công trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải

 Khai toán giá thành của hệ thống xử lý nước thải khu dân cư Gò Đen, Bến Lức, Long An

 Kết luận, kiến nghị

 Các phương pháp thực hiện

 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

 Phương pháp tính toán các chỉ tiêu chất lượng nước thải

 Phương pháp tổng hợp số liệu

 Phương pháp phân tích khả thi

 Phương xử lý các thông tin định tính và định lượng

 Giới hạn của đề tài

 Đề tài tập trung nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho

khu dân cư Gò Đen, Bến Lức, Long An

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TRONG CÁC

KHU DÂN CƯ

1.1 Nguồn gốc của nước thải trong khu dân cư

Nước thải trong khu dân cư thường được xếp vào loại nước thải sinh hoạt.Các loại nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của cộngđồng như tắm rửa, giặt giũ, vệ sinh cá nhân, Chúng thường được thải ra từ cáccăn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác

1.2 Phân loại nước thải sinh hoạt

Để thuận tiện cho việc lựa chọn phương pháp, dây chuyền công nghệ và tínhtoán thiết kế các công trình xử lý nước thải, nước thải sinh hoạt được phân loạitheo các dấu hiệu sau đây:

1.2.1 Theo nguồn gốc hình thành.

Nguồn gốc của nước thải trong các hộ gia đình được thể hiện theo sơ đồ sau:

Các loại nước thải được hình thành theo sơ đồ trên có số lượng, thành phầnvà tính chất khác nhau Tuy nhiên để thuận tiện cho việc xử lý và tái sử dụng,người ta chia chúng thành ba loại :

1.2.1.1 Nước thải không chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các

thiết bị vệ sinh như bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt.

Loại nước thải này chủ yếu chứa các chất lơ lững, các chất tẩy giặt vàthường gọi là “nước xám” Nồng độ các chất hữu cơ trong các loại nước thải nàythấp và thường khó phân hủy sinh học Trong nước thải có nhiều tạp chất vô cơ

1.2.1.2 Nước thải chứa phân, nước tiểu từ các khu vệ sinh (toilet).

Trong nước thải tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hôi thối

Hàm lượng các chất hữu cơ (BOD)và các chất dinh dưỡng như nitơ, photpho cao.

Hình 1 1. Nguồn gốc nước thải từ các hộ gia đình.

Nguồn gốc nước thải từ các hộ gia đình

Nước thải

phân Nước tiểu Nước tắm, giặt, rửa Nước thải nhà bếp nước thải Các loại

khác

nguồn nước mặt Tuy nhiên chúng thích hợp với việc làm phân bón hoặc tạo khísinh học.

1.2.1.3 Nước thải nhà bếp chứa dầu mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp,

máy rửa bát.

Trong nước thải có hàm lượng chất hữu cơ( BOD,COD) và các nguyên tốdinh dưỡng khác (nitơ, photpho) Các chất bẩn trong nước thải này dễ tạo khí sinhhọc và dễ sử dụng làm phân bón

Một số người nhóm 2 loại nước thải (2.1.1.2) và (2.1.1.3), gọi tên chung là

“nuớc đen”

1.2.2 Theo đối tượng thoát nước.

Theo đối tượng thoát nước, người ta chia ra 2 nhóm nước thải:

 Nhóm nước thải các hộ gia đình, khu dân cư

 Nhóm nước thải các công trình công cộng, dịch vụ như nước thải bệnhviện, nước thải khách sạn, nước thải trường học, nước thải nhà ăn

Mỗi nhóm , mỗi loại nước thải có lưu lượng, chế độ xả nước và thành phầntính chất đặc trưng riêng

1.2.3 Theo đặc điểm của hệ thống thoát nước.

Theo đặc điểm của hệ thống thoát nước, người ta chia thành 2 loại nước thải:

 Nước thải hệ thống thoát nước riêng.

Nước thải từ các thiết bị vệ sinh được thu gom và vận chuyển về trạm xử lýtheo tuyến cống riêng

 Nước thải hệ thống thoát nước chung

Các loại nước thải sinh hoạt (nước xám và nước đen) cùng với nước mưa đợtđầu trong khu vực thoát nước được thu gom và vận chuyển về trạm xử lý theotuyến cống chung Trong một số trường hợp nước đen được xử lý sơ bộ tại chỗqua các công trình như bể tách dầu mỡ, bể tự hoại, sau đó cùng nước xám xả vàotuyến cống thoát nước chung của thành phố

Việc phân loại nước thải theo hệ thống thoát nước phụ thuộc vào đối tượngthoát nước, đặc điểm hệ thống thoát nước của thành phố và các điều kiện tựnhiên, điều kiện kinh tế xã hội khác của đô thị

1.3 Số lượng, thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt.

1.3.1 Số lượng nước thải sinh hoạt.

Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào:

 Dân số của khu dân cư

 Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt.

 Đặc điểm của hệ thống thoát nước

Tiêu chuẩn cung cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khảnăng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có Cáctrung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoạithành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người cũngcó sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn

Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường được thoát bằng hệ thốngthoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn dokhông có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vàocác ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm

1.3.2 Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt.

Thành phần của nước thải sinh hoạt thường gồm hai loại:

 Nước thải nhiễm bẩn do chất thải bài tiết của con người từ các phòng vệsinh;

 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, cácchất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải là hệ đa phân tán thô bao gồm nước và các chất bẩn Các chấtbẩn trong nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ các hoạt động của con người Cácchất bẩn này với thành phần hữu cơ và vô cơ, tồn tại dưới dạng cặn lắng, các chấtrắn không lắng được và các chất hòa tan

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, ngoài racòn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm.Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60% tổng các chấtbao gồm các chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau quả, giấy và các chất hữu

cơ động vật: chất bài tiết của người và động vật, xác động vật, Các chất hữu cơtrong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein 40-50 %),hydratcacbon (40-50%) gồm tinh bột, đường, xenlulô và các chất béo (5-10 %) Urêcũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước thải sinh hoạt Nồng độ chất hữu cơtrong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150÷450 mg/l theo trọng lượngkhô Có khoảng 20-40 % chất hữu cơ khó phân hủy sinh học

Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, cácaxit, bazơ vô cơ, dầu khoáng,

Trong nước thải có nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virut, nấm, rong tảo,trứng giun sán, Trong số các dạng vi sinh vật đó có thể có cả vi trùng gâybệnh,ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả năng gây thành dịch bệnh Về thành phầnhóa học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ

Hình 1 2 Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt.

Theo Siroganov X.N, các nguyên tố chủ yếu tham gia trong thành phần nướcthải là cacbon, hydro, oxy và nitơ với tỷ lệ C12H26O6N Theo Imhoff, khối lượng chất bẩn do một người thải vào nước thải sinh hoạt tong một ngày được xác định theo bảng sau:

Bảng 1 1. Khối lượng chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt theo Imhoff,

Cát Muối Kim loại

các chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật và hợp cùng với nước thải thành hệ dị thểkhông bền, và trong điều kiện xác định, chúng có thể lắng xuống dưới dạng cặnlắng hoặc nổi lên trên mặt nước, hoặc tồn tại ở trạng thái lơ lững trong khoảngthời gian nào đó Các chất chứa trong nước thải ở nhóm 1, chính vì thế, có thể dễdàng tách ra khỏi nước bằng phương pháp trọng lực.

Gồm các chất phân tabs dạng keo với kích thước hạt nằm trong khoảng

10-4-10-6 mm Chúng gồm hai dạng keo: keo ưa nước và keo kỵ nước

Keo ưa nước được dặc trưng bằng khả năng liên kết giữa các hạt phân tánvới nước Chúng thường là những chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn: hydratcacbon( xenlulô, tinh bột), protit ( anbumin, hemoglobin, keo động vật ), xàbông, thuốc nhuộm hữu cơ, các vi sinh vật

Keo kỵ nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhôm, silic ) không có khả năng liênkết như keo ưa nước

Thành phần các chất keo chứa trong nước thải sinh hoạt chiếm 35-40 %lượng các chất lơ lững Do kích thước nhỏ bé nên khả năng tự lắng của các hạtkeo là khó khăn Vì vậy, để các hạt keo có thể lắng được, cần phá vỡ độ bền củachúng và trong công nghệ xử lý nước và nước thải thường áp dụng quá trình keotụ (hóa học hoặc sinh học)

Gồm các chất hòa tan có kích thước hạt phân tử ≤ 10-7 mm Chúng tạo thànhhệ một pha còn gọi là dung dịch thật Các chất trong nhóm 3 rất khác nhau vềthành phần Một số các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất của nước thải: độ màu,mùi, nhu cầu oxy sinh hóa NOS( BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng hàmlượng nitơ, photpho, được xác địng thông qua sự có mặt các chất thuộc nhómnày, và để xử lý chúng thường ứng dụng phương pháp sinh học và phương pháphóa lý

Gồm các chất trong nước thải có kích thước hạt < 10-8 mm (phân tán ion).Các chất này chủ yếu là các axit, bazơ và các muối của chúng Một số trong sốđó như các muối amônia, photphat được hình thành trong quá trình xử lý sinhhọc

Một cách tổng quát rằng, các thành phần muối của các axit, bazơ của nhóm

4 không bị loại bỏ( không xử lý được) khi xử lý ở trạm xử lý nước thải tập trung.Để xử lý chúng, cần áp dụng các phương pháp xử lý hóa lý phức tạp hơn, tốn kémhơn như trao đổi ion, hoặc sử dụng hệ thống màng lọc

Một số chất ô nhiễm chứa trong nước thải đáng được quan tâm nữa là: kimloại nặng, thuốc trừ sâu, chất phóng xạ và một số chất độc hại khác Dạng cácchất ô nhiễm đặc biệt này có thể gây tác hại to lớn đến con người, sinh vật vàmôi trường Mức độ tác hại phụ thuộc vào loại chất ô nhiễm, nồng độ của chúngvà khả năng xử lý các chất dặc biệt này.

Đặc điểm quan trọng của nước thải sinh hoạt là thàh phần của chúng tươngđối ổn định

Các chỉ tiêu cơ bản về chất lượng nước thải được thể hiện trong bảngsau:

Tổng cộng

(720 mg/L)

Lơ lửng(220 mg/L)

Lọc được(500mg/L)

Hữu cơ(120 mg/L)

Vô cơ(40 mglL)

Hữu cơ(45 mg/L)

Hữu cơ(40 mg/L)

Hữu cơ(160 mg/L)

Vô cơ(15 mglL)

Vô cơ(10 mglL)

Vô cơ(290mglL)

Lắng được(160 mg/L)

Không lắng(60 mg/L)

Keo(50 mg/L)

Hòa tan(450 mg/L)

Hình 1 3 Thành phần chất rắn trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý

Bảng 1 2. Các chỉ tiêu cơ bản về chất lượng nước thải

Các chỉ tiêu đặc trưng Ký

hiệu/địnhnghĩa

Ý nghĩa

Chất rắn tổng cộng

Chất rắn dễ bay hơi

Chất rắn lơ lững

Chất rắn lơ lững dễ bay hơi

Tổng chất rắn hòa tan

TSTVSSSVSSTDS

Để đánh giá khả năng sửdụng nước thải và để xácđịnh xem dạng công trình vàquá trình nào là thích hợpnhất để xử lý chúng

Chất rắn có thể lắng được Để xác định xem các chất

rắn nào sẽ lắng được bằngtrọng lực trong một khoảngthời gian nhất định

xám, đen Để đánh giá trạng thái củanước thải (còn mới hay đã

phân hủy)

mùi là vấn đề được quantâm

Nhiệt độ oC hay oF Là thông số quan trọng trong

việc xác thiết kế và vậnhành các công trình xử lýnước thải bằng phương phápsinh học

Nhu cầu oxy hóa học NOH hay

( COD) Để đo lượng oxy cần thiếtcho việc ổn định chất thải

hoàn toàn

Tổng cacbon hữu cơ TOC Thường được sử dụng như là

một đại lượng thay thế choxét nghiệm NOS5 ( BOD5)Các hợp chất hữu cơ đặc biệt

và các loại hợp chất Để xác định sự hiện diệncủa các chất ô nhiễm ưu tiên

và các hợp chất hữu cơ khácvà để xem quá trình xử lýnào là thích hợp nhất đối vớichúng

Tổng nitơ kjeldahl

Nitơ hữu cơ

Amonia tự do

Nitrit

Nitrat

Tổng photpho

Photpho hữu cơ

Photpho vô cơ

TKNOrg N

NH4+

NO2

-NO3

-TPOrg PInorg P

Để đánh giá sự hiện diệncủa các chất dinh dưỡngtrong nước thải và mức độphân hủy trong nước thải;các dạng oxy hóa có thể cócủa các hợp chât của nitơ

dụng của nước thải cho nôngnghiệp

Sulfat SO42- Để đánh giá khả năng xử lý

bùn thải

pH=-log[H+] Đánh giá tính kiềm hay axítcủa nước thải

CO32- +

OH

-Để đámh giá khả năng đệmcủa nước thải

Các yếu tố vi lượng Có thể là các yếu tố quan

trọng trong công việc xử lýnước thải bằng phương phápsinh học

Các kim loại nặng Để đánh giá các ảnh hưởng

độc tính đối với xử ls sinhhọc và khả năng sử dụng lạinước thải sau xử lý

Các nguyên tố và hợp chất

vô cơ đặc biệt Để đánh giá sự hiện diệnhoặc thiếu cắng chất ô

nhiễm ưu tiên

Các chất khí khác nhau Sự hiện diện hoặc vắng mặt

các chất khí đặc biệt.

Nhu cầu oxy sinh hóa cacbon

5 ngày

Nhu cầu oxy sinh hóa cacbon

hoàn toàn

NOS5 hay(BOD5)NOSht

( BODht)

Để đo lượng oxy cần thiết để ổn định chất thải về mặt sinh học

Nhu cầu oxy nitơ NON

( NOD)

Để đo lượng oxy cần thiếtđể oxy hóa sinh học nitơtrong nước thải thành nitrat

cấp tính(TUA )vàkinh niên(TUC)

Để thử tính độc của nướcthải và nước thải đã được xửlý

Coliform MPN Để kiểm tra sự hiện diện

của vi khuẩn gây bệnh vàhiệu quả của quá trình clorinhóa nước thải

Các vi sinh vật đặc biệt Vi khuẩn,

động vậtnguyênsinh, giunsán,virut

Để đánh giá sự hiện diệncủa các vi sinh vật đặc biệtcó liwn quan đến việc vậnhành nhà máy xử lý và đốivới việc tái sử dụng nướcthải

Để tính toán thiết kế các công trình xử lý, người ta thường xem xét cácthành phần sau đây của nước thải sinh hoạt:

- Các chất rắn( chủ yếu là các chất rắn lơ lửng)

- Các chất hữu cơ( chủ yếu là các chất có thể phân hủy sinh học)

- Các chất dinh dưỡng( các hợp chất nitơ và photpho)

- Các vi sinh vật gây bệnh

Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ứng với mức độ ô nhiễm được thểhiện trong bảng sau:

Bảng 1 3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ứng với mức độ ô nhiễm

Nhẹ Trung bình NặngChất rắn tổng cộng mg/L 350 720 1200

Tổng chất rắn hòa tan

• Cố định( Fixed)

• Bay hơi

mg/Lmg/Lmg/L

250145105

500300200

850525325

Chất rắn lơ lững

• Cố định

• Bay hơi

mg/Lmg/Lmg/L

1002080

22055165

35075275

2081200

40152500

85355000Tổng photpho( theo P)

• Hữu cơ

• Vô cơ

13

835

15510

Chất hữu cơ bay hơi µg/L <100 100-400 >400

Nước thải sinh hoạt thường có các thông số điển hình sau:

Bảng 1 4 Các thông số điển hình của nước thải sinh hoạt

Một tính chất đặc trưng khác của nước thải sinh hoạt là không phải tất cảcác chất hữu cơ trong nước thải đều có thể bị phân hủy sinh học bởi các vi sinhvật và khoảng 20%- 40 % BOD thoát ra ngoài khỏi quá trình xử lý cùng với bùn

1.4 Tác hại của nước thải sinh hoạt:

Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tạitrong nước thải gây ra như sau:

1.4.1 Tác hại do chất hữu cơ BOD, COD

Sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ BOD, COD trong nước thải tiêu thụ mộtlượng lớn oxy và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đếnhệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thểhình thành Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S,

NH3, CH4, làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường

1.4.2 Tác hại do chất rắn SS.

Chất rắn gây lắng đọng ở nguồn tếp nhận, gây cản trở dòng chảy, giảm diệntích mặt cắt ướt của kênh rạch, sông hồ, gây điều kiện yếm khí

1.4.3 Tác hại do nhiệt độ.

Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường ít hoặc không ảnh hưởng đến đờisống các thủy sinh vật

1.4.4 Tác hại do vi trùng gây bệnh.

Trong nước thải sinh hoạt thường chứa một lượng lớn các vi khuẩn, vi trùnggây bệnh Các vi trùng này gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêuchảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…

1.4.5 Tác hại do nitơ, photpho.

Đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ trong nước quácao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( đó là do sự phát triển bùng phát của cácloại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở vàdiệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quátrình hô hấp của tảo thải ra )

1.4.6 Tác hại do dầu mỡ.

Dầu mỡ gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt

1.4.7 Tác hại do màu

Làm mất vẻ mỹ quan

1.5 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm của nước thải.

Nguồn nước mặt là sông hồ, kênh rạch, suối, biển, … nơi tiếp nhận nước thảitừ khu dân cư, đô thị , khu công nghiệp hay các xí nghiệp công nghiệp Một sốnguồn nước trong số đó là nguồn nước ngọt quí giá, sống còn của đất nước, nếuđể bị ô nhiễm do nước thải thì chúng ta phải trả giá rấ t đắt và hậu quả khônglường hết Vì vậy, nguồn nước phải được bảo vệ khỏi sự ô nhiễm do nước thải

Ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu là do tất cả các dạng nước thải chưa xử lýxả vào nguồn nước làm thay đổi các tính chất hoá lý và sinh học của nguồn nước.Sự có mặt của các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinhhọc tự nhiên của nguồn nước và kìm hãm quá trình tự làm sạch của nguồn nước

Khả năng tự làm sạch của nguồn nước phụ thuộc vào các điều kiện xáo trộn vàpha loãng của nước thải với nguồn Sự có mặt của các vi sinh vật, trong đó có các

vi khuẩn gây bệnh, đe doạ tính an toàn vệ sinh nguồn nước

Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là:

• Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước

• Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo qui địng bằng cách ápdụng công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước Ngoài ra,việc nghiên cứu áp dụng công nghệ sử dụng lại nước thải trong chu trìnhkín có ý nghiã đặc biệt quan trọng

CHƯƠNG II TỔNG QUAN KHU DÂN CƯ GÒ ĐEN.

2.1.1 Vị trí, diện tích, ranh giới khu đất:

Khu dân cư Gò Đen được quy hoạch đặt tại xã Phước Lợi, Huyện Bến Lức, Tỉnh Long An

Diện tích toàn khu: 8 ha

Có các mặt tiếp giáp sau:

 Phía Bắc: giáp Quốc lộ 1A

 Phía Nam: giáp Aáp Chợ, Xã Long Hiệp

 Phía Đông: giáp Ấp 1, Xã Mỹ Yên

 Phía Tây: giáp Tỉnh Lộ 835

2.1.2 Điều kiện tự nhiên:

2.1.2.1 Địa hình:

Khu vực tương đối bằng phẳng tăng thấp Cao độ bình quân đất ruộng tự nhiên: + 0,6 m Vùng bờ ruộng và vài điểm dân cư không đáng kể có cao dộ trung bình 0,6-1,2 m

Tại phía Đông khu đất có tuyến kênh Ấp 1, 2, Xã Mỹ Yên - là tuyến kênh thủy lợi dẫn nước tưới tiêu cho khu vực

2.1.2.2 Khí hậu:

Khu vực quy hoạch thuộc vùng vệ tinh TP Hồ Chí Minh, có chung đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, trong năm có hai mùa rõ rệt:

 Mùa mưa: từ tháng 05 đến tháng 11

 Mùa nắng: từ tháng 12 đến tháng 04

Các đặc trưng chính về khí hậu như sau:

Trung bình hàng năm là 27oC, biên độ dao dộng giữa ngày và đêm từ 5-

10oC

Tổng tích ôn cả năm là 9764,4oC

 Cao nhất : 40oC (tháng 04/1970)

 Thấp nhất : 13oC (tháng 12/1971)

Số giờ nắng bình quân là 6,3 giờ/ngày

Tổng lượng bức xạ là 348 Kcal/cm2

Mùa mưa từ tháng 05 đến tháng 11

Trung bình hàng năm là 1949 mm/năm, tập trung chủ yếu vào các tháng 6,7,8,9 Lượng mưa lớn nhất là 2718 mm Lượng mưa nhỏ nhất là 1553 mm Số ngày mưa trung bình cả năm là 150 ngày

 Chế độ gió:

Có hai hướng gió chủ đạo là gió Tây Nam và Đông nam Gió Đông Nam từ tháng 1 đến tháng 6, tần suất 66% Tốc độ gió tối đa Vmax =28 m/s Gió Tây Nam thịnh hành trong mùa khô, tấn suất 30-40% Tốc độ gió tối đa Vmax = 24 m/s Ngoài ra còn có gió Đông Bắc lạnh và thổi vào tháng 11,12, vận tốc gió trung bình hàng năm là 6,8 m/s

 Lượng bốc hơi:

Khá lớn, bình quân 1350 mm/năm, bình quân ,7 mm/ngày

2.1.2.3 Địa chất công trình.

Địa chất khu vực vùng trầm tích, có khả năng chịu tải yếu R < 1,00 kg/cm3 Khi xây dựng cần phải gia cố móng công trình

2.1.2.4 Kênh, thủy văn

Phía Đông khu đất có kênh Ấp 1, 2, Xã Mỹ Yên phục vụ cho tiêu cho toàn khu vực thoát ra rạch nội đồng và sông Vàm Cỏ Kênh rạch chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều trên sông Vàm Cỏ

2.2.1 Lưu lượng nước thải:

- Số dân của khu dân cư thiết kế ban đầu: N =5000 (người)

- Tiêu chuẩn cấp nước tính cho một người trong một ngày đêm:

- Lưu lượng nước thải trung bình giờ TB( / )

- Chọn hệ số không điều hòa ngày K ng =1 35 ,

- Lưu lượng nước thải lớn nhất ngày đêm Q dmax (m d3 / ):

- Lưu lượng nước thải lớn nhất giây Q smax ( / )L s :

2.2.2 Thành phần tính chất nước thải, yêu cầu xử lý đầu ra

- Nồng độ các chất bẩn trong nước thải tính theo công thức :

Bảng 2.3 : Nồng độ các chất bẩn trong nước thải đi vào và đi ra công trình xử lý

đạt tiêu chuẩn quy định là Các chỉ tiêu

Nồng độ các chất bẩn

Trước khi vào hệ thống xử lý Sau khi ra khỏi hệ thống xử lý

Coliform(No/100 ml) 107 103 99,9

2.3 Các nguồn tiếp nhận nước thải trong khu vực lân cận.

- Ở phía Đông có kênh Ấp 1, 2 Xã Mỹ Yên có khả năng tiếp nhận nước thải Kênh dẫn nước ra rạch nội đồng và sông Vàm Cỏ Đông

CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ

LÝ NƯỚC THẢI

3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hoàtan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải Những công trình xử lý

cơ học bao gồm :

3.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giử các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi:giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác Rác được chuyển tới máy nghiền đểnghiền nhỏ, sau đó đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷcặn (bể mêtan) Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cấu tạocủa thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chử nhật, hình tròn hoặc bầudục Song chắn rác được chia làm 2 loại di động hoặc cố định Song chắn rácđược đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướng dòng chảy

- Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng,bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác.

Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chử nhật trên mặt bằng Bể lắngđứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m3/ng.đ Nước thảiđược dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng.Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng Nướctrong được tập trung vào máng thu phía trên Cặn lắng được chứa ở phần hình nónhoặc chóp cụt phía dưới

Bể lắng ngang có hình dạng chử nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng vàchiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m Bể lắng ngang dùng cho cáctrạm xử lý có công suất lớn hơn 15.000 m3/ ng.đ Trong bể lắng nước thải chuyểnđộng theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẩn tới các công trình xửlý tiếp theo, vận tốc dòng chảy trong vùng công tác của bể không được vượt quá

40 mm/s Bể lắng ngang có hố thu cặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ởmáng cuối bể

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng ,đường kính bể từ 16 đến 40

m (có trưòng hợp tới 60m), chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể Bểlắng ly tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ng.đ.Trong bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng được dồn vàohố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phầndưới dàn quay hợp với trục 1 góc 450 Đáy bể thường làm với độ dốc I = 0,02 –0,05 Dàn quay với tốc độ 2-3 vòng trong 1 giờ Nước trong được thu vào mángđặt dọc theo thành bể phía trên

3.1.3 Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mở thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mở (nước thải công ngiệp) nhằm tách các tạp chất nhẹ Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mở không cao thì việc vớt dầu mở thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi

3.1.4 Bể lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc, sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quá trìnhdiễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước

không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất côngtác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp thoáng sơ bộ, thoánggió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơlửng và 40-50 % theo BOD

Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng haivỏ, bể lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa để phânhuỷ cặn lắng

3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụngcác quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó đểgây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dướidạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường.Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các

phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoànchỉnh

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keotụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …v…v…

3.2.1 Phương pháp đông tụ và keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệuquả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation)

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau :

Me3 + HOH ⇔ Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH ⇔ Me(OH)+ + H+

Me(OH)+ + HOH ⇔ Me(OH)3 + H+

Me3+ + 3HOH ⇔ Me(OH)3 + 3 H+

Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hoặc hỗn hợp của chúng.Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giá thành,nồng độ tạp chất trong nước, pH

Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,Al(OH)2Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O Thường sunfat nhôm làm chấtđông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốt trong nước, sử dụng dạng khôhoặc dạng dung dịch 50% và giá thành tương đối rẽ

Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO)3.2H2O, Fe(SO4)3.3H2O,FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10-15%

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào nước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng

Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxyt nhôm và sắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng

Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau: hấp phụ phântử chất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ Sự dínhlại các hạt keo do lực đẩy Vanderwalls Dưới tác động của chất keo tụ giữa cáchạt keo tạo thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏinước

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tựnhiên là tinh bột, ete, xenlulo, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính(xSiO2.yH2O).

3.2.2 Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắnhoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nướcthải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinhhọc Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khửđược hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khicác hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thườnglà không khí ) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

3.2.3 Khử trùng nước thải

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt Khixử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank) số lượng vikhuẩn giảm xuống còn 5%, trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1-2%.Nhưng để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùngChlor hoá, Ozon hoá, điện phân, tia cực tím …

hoá

Chlor cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Lượng Clor hoạttính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sauxử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn Clor phải được trộn đều với

nước và để đảm bảo hiệu quả khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoá chấtlà 30 phút trước khi nước thải ra nguồn Hệ thống Clor hoá nước thải Clor hơi baogồm thiết bị Clorato, máng trộn và bể tiếp xúc Clorato phục vụ cho mục đíchchuyển Clor hơi thành dung dịch Clor trước khi hoà trộn với nước thải và đượcchia thành 2 nhóm: nhóm chân không và nhóm áp lực Clor hơi được vận chuyểnvề trạm xử lý nước thải dưới dạng hơi nén trong banlon chịu áp Trong trạm xử lýcần phải có kho cất giữ các banlon này Phương pháp dùng Clor hơi ít được dùngphổ biến.

Aùp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngđ Các công trìnhvà thiết bị dùng trong dây chuyền này là các thùng hoà trộn, chuẩn bị dung dịchClorua vôi, thiết bị định lượng máng trộn và bể tiếp xúc

Với Clorua vôi được hoà trộn sơ bộ tại thùng hoà trộn cho đến dung dịch 10-15% sau đó chuyển qua thùng dung dịch Bơm định lượng sẽ đưa dung dịchClorua vôi với liều lượng nhất định đi hoà trộn vào nước thải Trong các thùngtrộn dung dịch, Clorua vôi được khuấy trộn với nước cấp bằng các cánh khuấygắn với trục động cơ điện

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoábằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước BằngOzon hoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, thuốcnhuộm … Sau quá trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%.Ngoài ra, Ozon còn oxy hoá các hợp chất Nitơ, Photpho … Nhược điểm chính củaphương pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lýnước cấp

3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinhvật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụngcác hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo nănglượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựngtế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quátrình phân huỹ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá.Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự cómặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí( không có oxy).

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loạinước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy, phương pháp nàythường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải

 Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

- Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tanthành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keovô cơ trong nước thải

- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

3.3.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiênngười ta xử lí nước thải trong ao, hồ( hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới,cánh đồng lọc…)

Hình 3.1 Hồ sinh vật

3.3.1.1 Hồ sinh vật

Là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo còn gọi là hồ oxy hoá, hồổn định nước thải,… là hồ để xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồsinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ như vi khuẩn, tảo vàcác loại thuỷ sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Visinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từkhông khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat vànitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồhoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ khôngđược thấp hơn 60C

Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồhiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cungcấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡngbức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớntừ 0,5-1,5m

Có độ sâu từ 1,5 – 2,5m , trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nướccó thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn

hữu cơ Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóng vaitrò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất.

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khíbắt buộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phảnứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thànhnhững chất đơn giản dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%.Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủyếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1trong tổ hợp nhiều bậc

3.3.1.2 Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nướcthải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sángmặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải

bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẳn trong đất sẽ phânhuỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấmvào đất, một phần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêunước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn

3.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 3.3.2.1 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vậtliệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chínhnhư sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lêntoàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẩn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khícho bể lọc

Quá trinh oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánhđồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác

vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2.Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọcbằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc củabể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit……

 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọcsinh học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau:

- Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳtưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc Nước thải sau khi lọc chảy vào hệthống thu nước và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗxung quanh thành bể

- Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá … đườngkính trung bình 20 – 30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vậtliệu lọc /ngđ) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 – 2m Hiệu quả xử lý nước thảitheo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suấtdưới 1000 m3/ngđ

 Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏgiọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng

10 – 20 m3 nước thải / 1m2 bề mặt bể /ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thảiquá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể đượcthiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngđ

3.3.2.2 Bể hiếu khí có bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bểđể trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho

vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơlửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và pháttriển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vậtsống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N , P) làm thức ăn để chuyển hoáchúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới Số lượng bùnhoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải banđầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụnglại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuầnhoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùnhoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác đểxử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

3.3.2.3 Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB

Quá trình xử lý sinh học kỵ khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật trong điềukiện không có oxy để chuyển hoá các hợp chất hữu cơ thành Metan và các sảnphẩm hữu cơ khác

Quá trình này thường được ứng dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thảicông nghiệp có nồng độ BOD, COD cao

Quá trình chuyển hoá chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy

ra theo 3 giai đoạn:

Một nhóm vi sinh tự nhiên có trong nước thải thuỷ phân các hợp chất hữu

cơ phức tạp và lypit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ nhưMonosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạtđộng

Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thànhcác axit hữu cơ thường là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit gọi là nhómaxit focmơ.

Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hoá hydro và axit acetic thành khí metanvà cacbonic Nhóm vi khuẩn này gọi là mêtan focmơ, chúng có rất nhiều trong dạdày của động vật nhai lại (trâu ,bò…) vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn metanfocmơ là tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xửlý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hổnhợp

Hình 3.2 Mô hình bể UASB

Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó.

Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí đểdẩn ra khỏi bể

Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Pha lỏngđược dẫn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn

Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bểUASB

CHƯƠNG IV LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

-Nước thải khu dân cư Gò Đen thuộc loại nước thải sinh hoạt, do đó các chất

ô nhiễm chủ yếu là chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ và vi khuẩn

-Trên cơ sở đó, đề xuất 2 phương án xử lý như sau:

Quy trình công nghệ phương án xử lý 1: Hình 4.1

Thuyết minh quy trình công nghệ phương án xử lý 1:

-Nước thải thải ra từ khu dân cư được hệ thống cống thoát nước riêngthu gom đưa về trạm xử lý

-Vào trạm xử lý, nước thải được dẫn qua mương dẫn có đặt song chắnrác để giữ lại các cặn có kích thước lớn như bao bì, giấy vụn, mảnh kính vỡ,chai lọ,…

-Tiếp đó, cát trong nước thải được lắng lại ở bể lắng cát nhằm đảm bảocác thiết bị không bị mài mòn, tạo điều kiện tốt cho các quá trình xử lý tiếptheo

-Sau đó, nước thải được dẫn vào bể tiếp nhận Tại bể tiếp nhận, nướcthải được xáo trộn bằng hệ thống cánh khuấy để điều hoà lưu lượng và nồngđộ chất ô nhiễm Sau khi lưu lại trong bể tiếp nhận một thời gian từ 15-20phút, nước thải được bơm sang bể lắng đợt 1

-Tại bể lắng đợt 1, hầu hết các chất rắn trong nước thải được lắngxuống nhờ trọng lực Phần nước sau khi lắng được thu bằng máng thu ở phíatrên mặt nước Phần cặn lắng xuống được xả bằng áp lực thuỷ tĩnh đến sânphơi bùn

-Nước thải sau khi đi qua bể lắng tiếp tục được dẫn vào bể bùn hoạttính Aeroten Bể bùn hoạt tính Aeroten hoạt động dựa vào sự phát triển củacác vi sinh vật Bể Aeroten được cung cấp ôxy để đảm bảo điều kiện hiếukhí cho các vi sinh vật hoạt động Các vi sinh vật này sử dụng oxy và cácchất hữu cơ trong nước thải làm chất dinh dưỡng để duy trì sự sống và pháttriển sinh khối Nhờ đó các chất hữu cơ trong nước thải được giảm đáng kể.Nước thải được dẫn vào một đầu bể và thu nước ra ở cuối bể Hỗn hợp nước

thải và bùn hoạt tính được thu ở cuối bể Hỗn hợp này được dẫn tiếp qua bểlắng đợt 2.

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý phương án I

-Khi hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính đi qua bể lắng đợt 2, bùn hoạttính được lắng xuống đáy bể Phần nước sạch được thu ở máng thu trên bềmặt Phần nước sạch này được dẫn qua máng trộn với chất khử trùng Phầnbùn hoạt tính lắng ở đáy được xả định kỳ qua bể chứa bùn

-Ở máng trộn, nước thải được hoà trộn đều với chất khử trùng để tạođiều kiện tiếp xúc tốt giữa chất khử trùng và các vi sinh vật gây bệnh Mángtrộn hoạt động theo nguyên tắc trộn thủy lực Nước thải sau khi tiếp xúc vớichất khử trùng ở máng trộn được dẫn qua bể tiếp xúc khử trùng

Nước tách khỏi

bùn

Sân phơi bùn

Bùn

Song chắn rác

Bể lắng cátNước thải

Bể tiếp nhận kết hợp điều hoà nước thải

Sân phơi cát

Bể lắng đợt 1

bùn

Bể bùn hoạt tính Aeroten

Bể lắng đợt 2

Máng trộn khử trùng

Bể trộn Xả ra kênh tiếp nhận

Bể chứa bùn

Bùn dưBùn tuần

hoàn

tách nướcNước

-Bể tiếp xúc khử trùng nhằm tăng cường sự tiếp xúc giữa nước thải vàchất khử trùng bằng cách tạo sự xáo trộn và tạo thời gian lưu trong bể.

-Sau khi qua bể tiếp xúc khử trùng,hầu hết các vi sinh vật gây bệnhtrong nước thải đã được tiêu diệt Sau đó nước thải được xả ra nguồn tiếpnhận Phần cặn lắng lại trong bể tiếp xúc được xả ra sân phơi bùn

-Bùn hoạt tính trong bể chứa bùn, một phần được bơm tuần hoàn về bểAeroten để đảm bảo lượng sinh khối trong bể Aeroten, phần dư được bơmvề bể lắng đợt 1 để nén, sau đó được xả ra sân phơi bùn

Quy trình công nghệ phương án xử lý 2:

Nước tách khỏi

bùn

Sân phơi bùn

Bùn

Song chắn rác

Bể lắng cátNước thải

Bể tiếp nhận kết hợp điều hoà nước thải

Sân phơi cát

Bể lắng đợt 1

bùn

Mương oxy hóa

Bể lắng đợt 2

Máng trộn khử trùng

Bể trộn Xả ra kênh tiếp nhận

Bể chứa bùn

Bùn dưBùn tuần

hoàn

tách nướcNước

Hình 4.2 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý phương án II

Thuyết minh quy trình côg nghệ phương án xử lý II:

Quy trình công nghệ phương án 2 tương tự như quy trình công nghệ phươngán 1, chỉ thay bể Aeroten bằng mương oxy hóa

Mương oxy hóa cũng hoạt động ống dựa trên sự hoạt động của các vi sinhvật Nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1 được dẫn vào mương oxy hóa.Trong mương oxt hóa nước thải và bùn hoạt tính được xáo trộn và chảy tuầnhoàn trong mương nhờ vào hệ thống khuấy trộn trên bề mặt Mương oxy hóaxử lý được phần lớn chất hữu cơ trong nước thải đồng thời xử lý được mộtphần Nitơ và photpho

CHƯƠNG V TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

V.I Tính toán các công trình đơn vị phương án 1

- Do lưu lượng nước thải ít, chọn song chắn rác lấy rác thủ công

- Vận tốc nước trước song chắn rác v v= m =0 6 , ( / )m s

- Vận tốc nước đi qua song chắn rác theo tiêu chuẩn v sc <1 ( / )m s , chọn

Hình 5 1 Sơ đồ tính song chắn rác

- Bề rộng thanh song chắn : b=15 mm

- Bề dày thanh song chắn : d=15 mm

- Song chắn rác đặt trong mương dẫn nước thải, nên chiều rộng toàn bộsong chắn rác B sc =B m =0 5 , ( )m

- Gọi n là số thanh của song chắn ( n là số nguyên)

- Ta có mối quan hệ : B sc =n b* + +(n 1 ) *w

- Giải phương trình trên ta có n=19,6 Lấy tròn n=20 thanh

- Tính lại khe hở song chắn rác :