môn học công nghệ xử lý nước thải đề tài xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

Đặc điểm, thành phần nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt có những đặc điểm sau Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụthuộc vào loại công trình,

Tổng quan về các loại nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

Tìm hiểu về các loại nước thải

Hiện nay, Việt Nam đang phải đối mặt với thách thức lớn khi quá trình tăng trưởng kinh tế kéo theo về tình trạng ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là nước thải sinh hoạt tại các khu công nghiệp và đô thị Tại các thành phố lớn, lượng nước thải chưa qua xử lý xả thẳng ra môi trường là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước sông hồ, nước ngầm.

Xử lý nước thải sinh hoạt tại các đô thị lớn đang gặp nhiều khó khăn Không chỉ ở Hà Nội và TP.HCM, các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Ðà Nẵng, Nam Ðịnh, Hải Dương nước thải sinh hoạt cũng không được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; Ô xy hòa tan (DO) đều vượt từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần Nước mương nội đồng của nông thôn cũng có số vi khuẩn E coliform trung bình biến đổi từ 1.500- 3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông tăng lên tới 3800- 12.500MNP/100ML vượt quá QCVN.

Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau Và ở báo cáo dưới đây, chúng em xin đưa ra giải pháp công nghệ xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.

2 Tìm hiểu về các loại nước thải

 Nước thải là khái niệm dùng để chỉ nguồn nước đã qua sử dụng trong đời sống sinh hoạt hàng ngày hoặc được tạo ra trong quá trình sản xuất và nguồn nước này không còn giá trị sử dụng nữa Cụ thể hơn, đó có thể là nước từ hoạt động tắm giặt, vệ sinh cá nhân, lau dọn nhà cửa, nước cống, nước mưa, xả bể phốt, nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp … Tóm lại, tất cả những loại nước đã qua sử dụng dưới bất kỳ hình thức nào và được thải bỏ ra ngoài môi trường đều gọi là nước thải.

 Nước thải thẩm thấu: Lượng nước thải thấm vào các hệ thống cống thoát nước thông qua nhiều cách khác nhau ( qua các khớp nối bị hở, các đường ống bị lõi kỹ thuật hoặc thẩm thấu qua đường kênh mương, hố gas,…).

 Nước thải tự nhiên: Đây là loại nước thải do tự nhiên sinh ra ( nước mưa, nước ao hồ sông suối ), nhưng khi đi qua các chất thải chúng biến thành nước thải.

 Nước thải đô thị: Một thuật ngữ chung cho loại nước thải tổng hợp ( hỗn hợp của các loại chất thải ) trong hệ thống cống thoát của thành phố, thị xã Thường gồm khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 14% là các loại nước thấm và 36% là nước thải sản xuất.

 Lưu lượng và tính chất nước thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày làm việc và ngày nghỉ trong tuần cũng cần được tính đến khi đánh giá sự biến động lưu lượng và nồng độ chất gây ô nhiễm.

 Về khái niệm: Nước thải sinh hoạt là nước đã được dùng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa,… của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ,…Như vậy, nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh viện, trường học, bếp ăn, cũng tạo ra các loại nước thải có thành phần và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt.

2.2.1 Đặc điểm, thành phần nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt có những đặc điểm sau

 Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụ thuộc vào loại công trình, chức năng, số lượng người.

 Đặc trưng nước thải sinh hoạt là: hàm lượng chất hữu cơ cao (khoảng 52% là chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ), chứa nhiều vi sinh vật có cả vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hóa chất bẩn trong nước thải, nước thải có màu đen hoặc nâu, có mùi đa dạng, nước càng đục chứng tỏ càng ô nhiễm.

 Lưu lượng nước thải không điều hòa, phụ thuộc vào thời điểm trong ngày (VD: lượng người trong khu đô thị,…), số lượng người càng đông chế độ thải càng điều hòa.

Cụ thể nước thải sinh hoạt sẽ bao gồm:

 Chất thải của con người

 Rò rỉ bể phốt, xả bể phốt

 Nước cống, nước rửa (cá nhân, quần áo, sàn nhà, nấu ăn…)

 Bài tiết của con người gọi chung là nước đen gồm phân, nước tiểu, máu, chất dịch cơ thể, giấy vệ sinh đã sử dụng, khăn ướt…

 Nước rửa: Nguồn từ hoạt động vệ sinh cá nhân, giặt giũ quần áo, lau sàn nhà, rửa bát đĩa, vật dụng trong nhà, rửa xe… được gọi là nước xóm.

 Các chất lỏng tồn dư trong nguồn nước như dầu ăn, đồ uống, thuốc trừ sâu, dầu bôi trơn, chất tẩy rửa… Được gọi là chất thặng dư dạng lỏng tồn động.

Như vậy, ta nhận thấy rằng nước thải thường xuất phát từ 2 nguồn gốc chính đó là chất bài tiết của con người, động vật và các hoạt động sinh hoạt khác như tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, nấu nướng,… Từ 2 nguồn gốc này, có thể thấy được nước thải sinh hoạt thường chứa các thành phần chính như chất hữu cơ phân hủy sinh học, vô cơ, chất tẩy rửa, dầu mỡ, vi sinh vật,… Trong đó, chất hữu cơ là thành phần lớn nhất trong nước thải sinh hoạt, bao gồm các hợp chất protein, hydro carbon và lượng lớn chất khó bị phân hủy Nồng độ hữu cơ luôn đạt ngưỡng 150 – 450 mg/l, không tốt cho sự tồn tại và phát triển của hệ sinh thái tự nhiên.

Thành phần nước thải sinh hoạt đô thị chứa một lượng lớn các hợp chất hữu cơ và vô cơ như:

 Chứa hàm lượng lớn chất lơ lửng: Là thành phần có nhiều trong nước thải đô thị, dạng hạt, gồm khoảng 25% chất khoáng và 75% chất hữu cơ.

 Các chất rắn không tan: Gồm các chất như nito hữu cơ, amoniac, photpho hữu cơ và photpho vô cơ.

 Các vi sinh vật, vi khuẩn, vi trùng có hại.

 Rong rêu, tảo, rác, bùn lầy…

2.2.2 Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt theo quy định BTNMT

 Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt theo quy định QCVN 14-MT:2015/BTNMT

Cột A Bảng 1 quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị khi xả ra nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt

Các phương pháp xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và CN

3.1 Phương pháp xử lý cơ học

Phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt cơ học là phương pháp loại bỏ các chất rắn có kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải Hai phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt phổ biến hiện nay là:

 Dùng song chắn rác hoặc lưới lọc để giữ lại các tạp chất không hoà tan lớn hoặc chất bẩn lơ lửng

 Dùng bể lắng: để tách các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hoặc bé hơn nước

Xử lý nước thải sinh hoạt cơ học là bước tiền xử lý cơ bản chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theo.

3.2 Phương pháp xử lý vật lý hóa học

Phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt hóa lý là vận dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà quá trình xử lý cơ học ở trên chưa giải quyết được. Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm:

 Bể keo tụ, tạo bông

 Phương pháp trao đổi ion

 Phương pháp xử lý hoá học

Phương pháp xử lý hóa học là quá trình khử trùng nước thải bằng hoá chất như Clo hoặc Ozone Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học thường là bước cuối cùng trong dây chuyền công nghệ trước khi thải ra môi trường.

3.3 Phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp này sử dụng các hệ thống vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải

Các hệ thống xử lý sinh học có thể bao gồm hệ thống sục khí kích thích vi sinh vật (activated sludge system), hệ thống lọc sinh học (trickling filter system) hoặc hệ thống hồ kỹ thuật (constructed wetland)

Vi sinh vật trong quá trình này phân hủy các chất hữu cơ và chuyển đổi chúng thành chất bão hòa và các chất không độc hại.

3.4 Phương pháp xử lý vật liệu

Phương pháp này sử dụng các vật liệu hấp phụ để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải

Ví dụ, việc sử dụng than hoạt tính, zeolite, carbon nanotubes hoặc bùn đỏ có thể hấp phụ các chất hữu cơ, hợp chất hóa học, kim loại nặng và các chất độc hại khác trong nước thải.

Phương pháp nhiệt được sử dụng để loại bỏ chất rắn, chất hữu cơ và vi sinh vật trong nước thải

Quá trình nhiệt có thể bao gồm sử dụng thiết bị hơi nước, sấy khô hoặc đốt cháy để tiêu huỷ các chất ô nhiễm

Tuy nhiên, quá trình này thường đòi hỏi nhiên liệu và tạo ra khí thải gây ô nhiễm môi trường.

3.6 Phương pháp thẩm thấu ngược osmosis (Reverse Osmosis – RO)

RO là một phương pháp xử lý hiệu quả để loại bỏ các chất hòa tan, ion và các chất hữu cơ trong nước thải

Quá trình này sử dụng một màng bán thấm (semipermeable membrane) để tách các chất ô nhiễm khỏi nước Áp suất cao được áp dụng để đẩy nước qua màng, trong khi các chất ô nhiễm bị giữ lại

Quá trình RO thường được sử dụng như một giai đoạn sau cùng trong quá trình xử lý nước thải để tạo ra nước thải được làm sạch cao.

3.7 Phương pháp xử lý bùn

Trong quá trình xử lý nước thải, bùn thải được tạo ra và cần được xử lý riêng biệt

Hệ thống xử lý bùn bao gồm các phương pháp như lắng đọng, lắng cặn, kỵ khí, hoặc xử lý bằng quá trình sinh học như xử lý bùn hiếu khí (anaerobic digestion) hoặc xử lý bằng bể lọc sụn.

3.8 Phương pháp xử lý phụ gia Đối với nước thải công nghiệp chứa các chất độc hại đặc biệt, có thể yêu cầu các phương pháp xử lý phụ gia

Ví dụ, quá trình hoạt tính carbon (activated carbon) có thể được sử dụng để hấp phụ các chất hữu cơ hoặc chất độc trong nước thải

Các phương pháp khác như quá trình trao đổi ion hoặc quá trình oxi hóa có thể được áp dụng tùy thuộc vào loại chất độc hại cụ thể.

Cần lưu ý rằng việc lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào tính chất của nước thải, mức độ ô nhiễm, quy định và tiêu chuẩn môi trường Thông thường, một hệ thống xử lý nước thải sẽ kết hợp nhiều phương pháp khác nhau để đạt được hiệu quả tốt nhất và đáp ứng yêu cầu môi trường.

Quy trình xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

4.1 Mức độ pha loãng cần thiết

Mức độ pha loãng cần thiết được tính theo công thức sau: sx hh hh sh

Trong đó: m – tỷ lệ giữa lượng nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất

Lsx – BOD toàn phần của nước thải sản xuất, mg/l

Lhh – BOD toàn phần của hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất, mg/l Lsh – BOD toàn phần của nước thải sinh hoạt, mg/l

Khi thực hiện công nghiệp chung với nước thải sinh hoạt, quá trình làm sạch ổn định và có hiệu suất cao hơn khi xử lí riêng nước thải công nghiệp Do nước thải sinh hoạt chứa các nguyên tố dinh dưỡng sẽ làm loãng nước thải sản xuất.

4.2 Quy trình xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

 Quy trình kết hợp xử lý hỗn hợp nước thải được thực hiện theo sơ đồ như sau:

Trong đó ta có ký hiệu các bể:

2 và 8: Bể lắng sơ cấp

9: Bể xử lý bằng yếm khí tạo CH4

10: Máy tách (lọc) nước ra khỏi bùn.

Bể điều hòa trong xử lý nước thải là đơn vị để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý nước thải sau này, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này.

Chức năng chính: Dùng để điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn có trong nước thải.

Phạm vi ứng dụng của bể điều hòa: bể điều hòa áp dụng được cho hầu hết các các loại công suất, tuy nhiên nếu lưu lượng dòng chảy ổn định thì không nhất thiết phải dùng bể điều hòa.

1 Cấu tạo chính của bể điều hòa

Phần chứa bể: Bể thường làm bằng bê tông cốt thép Tuy nhiên cũng có trường hợp bể được xây bằng đất, như vậy bể cần thêm một lớp tấm chống thấm Thể tích bể thường được xác định theo biểu đồ lưu lượng và biểu dồ dao động nồng độ chất bẩn trong nước thải Với nước thải sản xuất, trong trường hợp không có biểu đồ thải nước thì cũng có thể xác định thể tích bể theo lưu lượng của một ca sản xuất.

Hệ thống chống lắng cặn: Bể điều hòa thường được đặt sau song chắn rác và bể lắng cát Tuy nhiên, không thể tránh khỏi việc nước thải vẫn còn chứa nhiều cặn cát sau khi lắng Chính vì vậy, hệ thống này giúp ngăn chặn những hạt cát và cặn lắng xuống dưới đáy bể điều hòa Ngoài ra, lượng BOD, COD cũng sẽ được ổn định hơn nhờ chế độ này, đảm bảo việc giảm tải cho các công trình xử lý sinh học ở phía sau.

Hệ thống sục khí chống lắng cặn thường sử dụng 2 loại cơ bản:

 Hệ thống khuấy trộn bằng khí nén: áp dụng với nước thải có nồng độ chất lơ lửng

 Hệ thống khuấy trộn cơ học: áp dụng với nước thải có nồng độ chất lơ lửng > 500 mg/l.

2 Đặc điểm của bể điều hòa trong xử lý nước thải:

Bể điều hòa có những đặc điểm sau:

 Kết cấu bằng bê tông, đất và thép

 Nếu được xây dựng bằng đất phải cần đến tấm chống thấm

 Chiều sâu nước tối thiểu 1.5 m

 Trang bị hệ thống báo mực nước tự động để bảo vệ bơm và máy khuấy

Bể điều hòa trong xử lý nước thải có thể được bố trí trên dòng thải hoặc ngoài dòng thải tùy vào các phương án thiết kế hệ thống xử lý Nhìn chung, bố trí sẽ phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như hệ thống xử lý, loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải.

3 Nguyên lý hoạt động của bể điều hòa:

Nguyên lý hoạt động của bể điều hòa rất đơn giản Thông thường bể điều hòa nằm sau song chắn rác và bể lắng cát Nước sau bể lắng cát sẽ được chuyển đển bể điều hòa và tiếp tục đến các công trình xử lý phía sau theo một lưu lượng cho phép Tại bể điều hòa, hệ thống sục khí có chức năng chống lắng cặn sẽ làm nhiệm vụ sục khí với tốc độ thổi khí 10-15l khí/phút/m3 Các đĩa thổi khí sẽ được phân phối đều trên bể mặt đáy tránh hiện tượng lắng cặn ở các góc chết.

4 Ưu nhược điểm của bể điều hòa trong xử lý nước thải

 Khả năng nâng cao xử lý sinh học, hạn chế tình trạng quá tải

 Pha loãng các chất gây ức chế sinh học và ổn định độ pH

 Cải thiện chất lượng bùn nén, giúp bùn lắng đặc chắc hơn

 Giảm diện tích bề mặt lọc, nâng cao hiệu quả, giúp chu kỳ rửa lọc đồng đều hơn

 Hỗ trợ quá trình châm hóa chất do nước thải ổn định hơn

 Diện tích mặt bằng hoặc chổ xây dựng tương đối lớn

 Có thể gây lan tỏa mùi hôi cao, do đó cần che đậy cẩn thận

 Đòi hỏi phải khuấy trộn và bảo dưỡng thường xuyên

 Chi phí đầu tư tăng.

Bể lắng là công trình xử lý nước thải được xây dựng với hình chữ nhật, cho phép lưu nước thải với thời gian nhất định nhằm tạo điều kiện cho các chất lơ lửng dưới tác dụng của trọng lực có thể lắng xuống đáy.

Bể lắng làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và các tạp chất nổi chứa trong nước thải Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau: lưu lượng nước thải, thời gian lắng, khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lửng, vận tốc dòng chảy trong bể, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng Tùy thuộc vào kích cỡ và mật độ của các hạt, có

4 loại quy trình lắng cặn như sau:

Loại Mô tả Ứng dụng

Lắng từng hạt riêng lẻ

Xảy ra với nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng thấp Các hạt được lắng xuống riêng lẻ, không xảy ra phản ứng đáng kể nào đối với các hạt lân cận

Loại bỏ đá, cát trong nước thải

Trong quá trình lắng các hạt liên kết lại với nhau hoặc tạo thành bông cặn do đó tăng trọng lượng và lắng nhanh hơn

Loại bỏ một phần SS ở nước thải chưa xử lý và nước thải sau quá trình xử lý sinh học

Lực tương tác giữa các hạt đủ lớn để ngăn cản các hạt bên cạnh Mặt phân cách giữa chất lỏng và chất rắn xuất hiện ở phía trên khối lắng

Xảy ra ở bể lắng thứ cấp đặt sau bể lắng sinh học

Diễn ra khi hàm lượng chất các hạt đủ để tạo nên một cấu trúc nào đó và các hạt này phải được đưa liên tục vào cấu trức đó

Diễn ra ở đáy các bể lắng thứ cấp và trong các thiết bị cô bùn

1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng:

 Khối lượng riêng và tải lượng tính theo SS

 Sự keo tụ các hạt rắn

 Vận tốc dòng chảy trong bể

 Nhiệt độ của nước thải

 Phân loại theo công dụng

 Bể lắng đợt 1: đặt trước công trình sinh học

 Bể lắng đợt 2: đặt sau công trình sinh học

 Phân loại theo chế độ làm việc

Bể lắng gián đoạn: nước thải được đưa vào bể theo từng mẻ để lắng trong một thời gian nhất định, nước đã lắng được tháo ra ngoài sau đó cho lượng mới vào

Bể lắng hoạt động liên tục: nước thải cho qua bể liên tục

 Theo chế độ dòng chảy

 Bể lắng ngang: nước chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể

 Bể lắng đứng: nước chảy từ dưới lên theo phương thẳng đứng

 Bể lắng radian: nước chảy từ trung tâm ra thành bể (bể ly tâm) và theo hướng ngược lại (bể hướng tâm)

Bể lắng ngang là một trong những loại bể được xây dựng có dạng hình chữ nhật, với hai hay nhiều ngăn tùy vào quy mô hệ thống

 Cấu tạo bể lắng ngang:

 Chiều sâu dao động từ 2 – 3,5 m

 Chiều dài tối thiểu gấp 10 lần chiều sâu (từ 20 - 35 m)

 Bao gồm các vách ngăn đặt cách vách bể 1 – 2m

 Nước sau lắng được thu bằng máng tràn.

 Được phân chia thành 4 vùng chính: 1-Vùng phân phối nước vào, 2-Vùng lắng, 3- Vùng dẫn nước thải ra, 4- Vùng thu xả cặn.

 Có kết cấu từ thép không gỉ, inox hoặc bê tông cốt thép.

 Nguyên lý hoạt động bể lắng ngang

Nước thải theo máng phân phối ngang vào bể qua đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể sẽ chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể Sau khi qua vùng lắng nước sẽ qua máng thu nước và qua công trình tiếp theo Các hạt cặn lắng sẽ được thu gom lại ở hố thu cặn và được xả ra ngoài theo ống xả cặn Các cặn nổi được giữ lại nhờ máng thu chất nổi.

 Tấm chắn ở đầu bể đặt cách thành cửa vào khoảng 1 – 2 m, mục đích phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rộng của bể.

 Đáy bể làm dốc i = 0.02 – 0.04 để thuận tiện cho việc thu gom cặn Độ dốc của hố thu cặn không nhỏ hơn 45 0

 Vận tốc dòng nước chảy của nước thải trong bể lắng không được lớn hơn 0.01m/s, thồi gian lưu từ 1-3 giờ

 Thiết bị gạt cặn cơ khí Vận tốc thanh gạt trong khoảng 0.25-0.35 m/s

 Lượng tách cặn ra khỏi bể lắng phụ thuộc vào:

- Nồng độ cặn ban đầu

- Đặc tính của cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng riêng, tốc độ rơi, )

- Thời gian nước lưu trong bể

 Ưu điểm của bể lắng ngang:

 Hệ thống gạt bùn linh hoạt với tải trọng vừa phải và dễ vận hành, di chuyển

 Đơn giản, thuận tiện trong lắp đặt, thi công.

 Chi phí lắp đặt và bảo trì thấp.

 Có khả năng ngăn dòng khi chiều dài đạt ít nhất gấp đôi chiều rộng.

 Áp dụng được cho lưu lượng lớn 15000 m3/ngày

 Thân thiện với môi trường.

 Nhược điểm của bể lắng ngang:

 Tốn kém diện tích: Bởi thiết kế bể lắng ngang hình chữ nhật nên thường đòi hỏi diện tích lớn Nếu doanh nghiệp có quy mô nhỏ thì tất nhiên không nên áp dụng loại bể lắng này bởi sẽ lấn chiếm rất nhiều không gian.

 Thời gian lắng thường khá lâu do có chiều ngang rộng lớn và lưu lượng nước xử lý cũng khá lớn.

 Chi phí đầu tư ban đầu cao.

 Khó xử lý nguồn nước bị ô nhiễm nặng, chứa nhiều chất hóa học, chỉ phù hợp để xử lý nguồn nước mặt.

Các công nghệ xử lý hỗn hợp nước thải

Công nghệ AAO

- Công nghệ A2O (Anaerobic- Anoxic- Oxic) là công nghệ sử dụng vi sinh vật kị khí, yếm khí và hiếu khí để xử lý nước thải.

 Ở bể kị khí: Vi sinh vật kị khí phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất keo tu.̣ Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất ở dạng khí

 Ở bể thiếu khí: Xảy ra quá trình nitrat hóa và photpho hóa Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển

 Ở bể hiếu khí: Vi sinh vật tiếp tục phân giải các chất hữu cơ.

Sơ đồ tổng quát của công nghệ A2O

Công nghệ màng lọc vi sinh MBR

- MBR hay còn gọi là công nghệ xử lý nước thải màng lọc sinh học - đây là sự kết hợp của quá trình lọc màng (vi lọc hoặc siêu lọc) kết hợp với quy trình xử lý nước thải sinh học và quá trình xử lý bùn than hoạt tính.

- Cấu tạo của hệ thống:

 Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ thì sẽ được đưa vào bể kị khí hoặc bể hiếu khí. Các bể này đều có sử dụng màng MBR Trong các bể này, nước thải được thấm xuyên qua màng lọc vào ống mao dẫn từ những lỗ nhỏ có kích thước từ 0,01 – 0,2 àm.

 Qua màng này, nước sạch sẽ được lọc ra trong khi các tạp chất rắn, chất hữu cơ, vô cơ,… đều sẽ bị giữ lại Nước sạch sau đó được bơm hút để dẫn ra bể chứa nước sạch

Nguyên lý hoạt động của công nghệ MBR

- Cấu tạo của màng MBR là các sợi rỗng hoặc dạng tấm phẳng với kích thước lỗ màng là 0,1 - 0,4àm, màng chỉ cho nước sạch đi qua, cũn các chất rắn lơ lửng, hạt keo, vi khuõ̉n, một số virus và các phân tử hữu cơ kích thước lớn sẽ được giữ lại trên bề mặt màng.

- Nước sạch sẽ theo đường ống thoát ra ngoài nhờ hệ thống bơm hút Bên cạnh đó, máy thổi khí sẽ cấp khí liên tục, nhằm cung cấp khí cho hệ vi sinh hoạt động và tạo áp lực lên thành sợi màng thổi bung các cặn bùn bám trên thân màng, đảm bảo màng sẽ không bị nghẹt trong suốt quá trình hoạt động.

- Phần bên trong của bể MBR được lắp đặt trong bình phản ứng sinh học hoặc trong một bể riêng Các màng trong bể MBR có thể là các sợi hình rỗng phẳng, dạng ống hoặc có thể kết hợp cả hai dạng Ngoài ra, bể MBR còn có thể kết hợp với hệ thống rửa ngược nhằm giảm sự tắc nghẽn bề mặt màng lọc.

- Phần bên ngoài bể MBR sẽ là lò phản ứng Nó sẽ bơm trực tiếp qua một số mô-đun màng theo chuỗi và trở lại lò phản ứng sinh học Từ đó vấn đề làm sạch và ngâm màng có thể thực hiện tại chỗ bằng cách sử dụng một bể làm sạch kèm theo máy bơm và hệ thống đường ống.

Công nghệ SBR

- Hệ thống SBR (Sequency Batch Reactor) là hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao, xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cặn.

Quy trình công nghệ SBR

- Cấu tạo của hệ thống SBR:

 Cụm bể hỗ trợ: bể điều hòa, bể bùn, bể chứa nước sau xử lý

 Một số hệ thống phụ trợ khác như: hệ thống bơm truyền và tuần hoàn, hệ thống máy thổi khí, hệ thống khử trùng, hệ thống kiểm soát tổng thể.

 Fill (Làm đầy): Nước thải được bơm vào bể SBR trong thời gian 1-3 giờ, trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tuỳ theo mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí, tạo môi trường thiếu khí và hiếu khí trong bể, tạo điều kiện cho hệ vi sinh vật phát triển và hoạt động mạnh mẽ trong bể diễn ra quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ, loại bỏ một phần BOD/COD trong nước thải;

 React (Pha phản ứng, thổi khí): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp Thời gian của pha này thường khoảng 2 giờ, tùy thuộc vào chất lượng nước thải Trong pha này diễn ra quá trình nitrat hóa, nitrit hóa và oxy hóa các chất hữu cơ Loại bỏ COD/BOD trong nước và xử lý các hợp chất Nitơ Quá trình nitrat hóa diễn ra một cách nhanh chóng: sự ôxy hóa amoni (NH4 +) được tiến hành bởi các loài vi khuẩn Nitrosomonas quá trình này chuyển đổi amoniac thành nitrit (NO2 -) Các loại vi khuẩn khác như Nitrobacter có nhiệm vụ ôxy hóa nitrit thành nitrat (NO3 -)

Trong giai đoạn này cần kiểm soát các thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH… để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này.

 Settle (Lắng): trong pha này ngăn không cho nước thải vào bể SBR, không thực hiện thổi khí và khuấy trong pha này nhằm mục đích lắng trong nước trong môi trường tĩnh hoàn toàn Đây cũng là thời gian diễn ra quá trình khử nitơ trong bể với hiệu suất cao Thời gian diễn ra khoảng 2 giờ Kết quả của quá trình này là tạo ra 2 lớp trong bể, lớp nước tách pha ở trên và phần cặn lắng chính là lớp bùn ở dưới.

 Draw (Rút nước): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra không bao gồm cặn lắng nhờ thiết bị Decantor Rút nước trong khoảng 0.5 giờ.

 Nghỉ: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành.

Các pha này sẽ được diễn ra liên tục và luân phiên căn cứ trên các phản ứng sinh học đã được nghiên cứu.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ SBR

- Có vai trò tiền xử lý nước thải đầu vào.

- Quá trình xử lý trong bể C-tech, lượng oxy bơm vào bể đều được kiểm soát để giúp quá trình oxy hóa, nitrat hóa, khử nitơ, lắng đọng cũng như xử lý bùn được hiệu quả và triệt để hơn.

4 Ưu và nhược điểm của các công nghệ

Công nghệ AAO Công nghệ màng lọc MBR Công nghệ SBR Ưu điểm - Xử lý các chất ô nhiễm như

- Chi phi đầu tư thấp.

- Chất lượng nước có thể đạt chuẩn A

Tiêu thụ ít năng lượng.

- Kiểm soát độc lập HRT &

- Quy trình vận hành đơn giản.

- Tiết kiệm diện tích xây dựng.

- Không cần hệ thống bể lắng riêng biệt.

- Hoạt động ổn định, linh hoạt phù hợp với nhiều hệ thống.

- Sử dụng nhiều hóa chất.

- Tốn diện tích xây dựng.

- Chi phí bảo dưỡng cao

- Mức độ sử dụng năng lượng lớn

- Vận hành phức tạp, yêu cầu nhiều yêu cầu.

- Lập trình hệ thống điều khiển khó.

Ưu và nhược điểm của các công nghệ

Xử lý nước thải là một trong những vấn đề cấp thiết và có ý nghĩa quan trọng đối với môi trường sống Khi mà nguồn nước thải đang từng ngày, từng giờ chảy vào, đè nặng lên hệ thống ao, hồ, sông, ngòi,… Để giải bài toán này chúng ta cần những giải pháp thiết thực Một trong những giải pháp đó chính là những nhà máy xử lý nước thải.

Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều nhà máy xử lý nước thải hỗn hợp Chúng ta cùng tìm hiểu về nhà máy xử lý nước thải Yên Sở và nhà máy xử lý nước thải Bahr El-Baqar

2 Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở

Theo Quy hoạch thoát nước Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050, khu vực trung tâm thành phố cần đầu tư xây dựng 13 nhà máy xử lý nước thải (XLNT), với tổng công suất hơn 900.000 m3/ngày đêm Hiện, thành phố đã xây dựng xong năm nhà máy XLNT gồm: Yên Sở, Trúc Bạch, Kim Liên và Hồ Bảy Mẫu với tổng công suất 234.300m3/ngày đêm (chiếm tỷ lệ 26% lượng nước thải khu vực trung tâm) Hiện Hà Nội đang khẩn trương xây dựng nhà máy XLNT Yên Xá, công suất 270.000 m3/ngày đêm.

Nhà máy XLNT Yên Sở (quận Hoàng Mai) có công suất 200 nghìn m3/ngày đêm hoàn thành và đưa vào hoạt động từ năm 2013 Vào thời điểm xây dựng, đây là nhà máy

XLNT công suất lớn nhất Việt Nam, có thể xử lý một nửa lượng nước thải hàng ngày của Thủ đô Tuy nhiên, thực tế có thể thấy, sông Lừ, sông Sét, sông Kim Ngưu hiện nay vẫn là những dòng sông “chết” Nước thải vẫn ngày ngày đổ ra sông, dẫn đến việc ô nhiễm ngày càng trầm trọng. Đây là dự án khởi công từ đầu năm 2009 theo phương thức BT do nhà đầu tư là Tập đoànGamuda Berhad (Malaysia) tổ chức thực hiện thông qua Công ty TNHH Gamuda Land VN; dự án có tổng mức đầu tư lên tới hơn 319,2 triệu USD, bắt đầu khởi công từ đầu năm 2009 Đổi lại, Gamuda land được nhận khu đất gần 500 ha ngay cạnh công viên Hiện tại khu đất đã hình thành khu đô thị Gamuda city với nhiều hạng mực như biệt thự, chung cư cao cấp…

Nhà máy xử lý nước thải trong thực tế

Giới thiệu chung

Xử lý nước thải là một trong những vấn đề cấp thiết và có ý nghĩa quan trọng đối với môi trường sống Khi mà nguồn nước thải đang từng ngày, từng giờ chảy vào, đè nặng lên hệ thống ao, hồ, sông, ngòi,… Để giải bài toán này chúng ta cần những giải pháp thiết thực Một trong những giải pháp đó chính là những nhà máy xử lý nước thải.

Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều nhà máy xử lý nước thải hỗn hợp Chúng ta cùng tìm hiểu về nhà máy xử lý nước thải Yên Sở và nhà máy xử lý nước thải Bahr El-Baqar

Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở

Theo Quy hoạch thoát nước Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050, khu vực trung tâm thành phố cần đầu tư xây dựng 13 nhà máy xử lý nước thải (XLNT), với tổng công suất hơn 900.000 m3/ngày đêm Hiện, thành phố đã xây dựng xong năm nhà máy XLNT gồm: Yên Sở, Trúc Bạch, Kim Liên và Hồ Bảy Mẫu với tổng công suất 234.300m3/ngày đêm (chiếm tỷ lệ 26% lượng nước thải khu vực trung tâm) Hiện Hà Nội đang khẩn trương xây dựng nhà máy XLNT Yên Xá, công suất 270.000 m3/ngày đêm.

Nhà máy XLNT Yên Sở (quận Hoàng Mai) có công suất 200 nghìn m3/ngày đêm hoàn thành và đưa vào hoạt động từ năm 2013 Vào thời điểm xây dựng, đây là nhà máy

XLNT công suất lớn nhất Việt Nam, có thể xử lý một nửa lượng nước thải hàng ngày của Thủ đô Tuy nhiên, thực tế có thể thấy, sông Lừ, sông Sét, sông Kim Ngưu hiện nay vẫn là những dòng sông “chết” Nước thải vẫn ngày ngày đổ ra sông, dẫn đến việc ô nhiễm ngày càng trầm trọng. Đây là dự án khởi công từ đầu năm 2009 theo phương thức BT do nhà đầu tư là Tập đoànGamuda Berhad (Malaysia) tổ chức thực hiện thông qua Công ty TNHH Gamuda Land VN; dự án có tổng mức đầu tư lên tới hơn 319,2 triệu USD, bắt đầu khởi công từ đầu năm 2009 Đổi lại, Gamuda land được nhận khu đất gần 500 ha ngay cạnh công viên Hiện tại khu đất đã hình thành khu đô thị Gamuda city với nhiều hạng mực như biệt thự, chung cư cao cấp…

Hình ảnh nhà máy xử lý nước thải Yên Sở

Việc xả thải trực tiếp ra sông, đoạn dẫn về nhà máy XLNT dài là nguyên nhân dẫn đến việc ô nhiễm tại các con sông ngày càng nghiêm trọng Để giải quyết vấn đề này, Hà Nội đã yêu cầu làm hệ thống thu gom dọc các tuyến sông trên theo hình thức BT "Khi hoàn thành hệ thống thu gom, nước các dòng sông Sét, Kim Ngưu, Lừ sẽ được cải thiện”, đại diện Sở Xây dựng cho hay.

Tổng quan chung về hệ thống xử lý nước thải Yên Sở bao gồm các hệ thống xử lý như bể lắng cát, bể tách dầu, bể phản ứng giai đoạn (SBR), hệ thống xử lý bùn và hệ thống khử trùng bằng tia cực tím.

Quy trình xử lý nước thải ở nhà máy Yên Sở

Nhà máy xử lý nước thải Bahr El-Baqar

Một trong những nhà máy xử lý nước thải nông nghiệp lớn nhất thế giới Nó nằm cách đường hầm Port Sai'd ở Sinai 10 km về phía nam, cách thành phố Al-Qantara 17 km về phía đông Đây được coi là một trong những dự án quan trọng nhất nhằm phát triển Bán đảo Sinai để tận dụng tài nguyên thiên nhiên Dự án sẽ góp phần cải tạo 456.000 feddan (1 feddan = 4.500 m2) bằng cách tái chế và sử dụng nước thải nông nghiệp, công nghiệp và nước thải, sẽ được chuyển hướng từ phía tây sang bờ phía đông dưới Kênh đào Suez Sau khi xử lý, tất cả nước sẽ được phân phối vào Kênh Sheikh Jaber.

Hình ảnh nhà máy xử lý nước thải Bahr El-Baqar

Nước thải và nước thải nông nghiệp và công nghiệp được thu gom từ ba cống, lớn nhất là Cống Bahr El Baqar dài 106 km, chảy vào Hồ Manzala Vì vậy, nguồn nước này được coi là nguồn gây ô nhiễm vì những tác động tiêu cực đến môi trường đối với sức khỏe con người và nghề cá Công suất hàng ngày của Nhà máy xử lý nước thải Bahr El-Baqar ước tính khoảng 5,6 triệu m3 nước tưới Nó bao gồm 4 đơn vị giống hệt nhau cho các giai đoạn xử lý bậc ba bằng vật lý và hóa học, cũng như 2 đơn vị để xử lý bùn.

Dây chuyền xử lý nước: 2 kênh lấy nước và kênh xả, công trình bơm lấy nước, bể hòa trộn nhanh/chậm, bể lắng, bể lọc đĩa, bể ozon, bể clorua Dây chuyền xử lý bùn: bể cô đặc bùn, nhà sấy cơ học, bộ phận năng lượng mặt trời để sấy bùn; tổng công suất 490.000 tấn/năm ở mức sấy 24% quy đổi thành 165.000 tấn/năm ở mức sấy 75%.Tòa nhà hành chính, dịch vụ: quản lý, điều khiển thông minh, thông tin liên lạc, cấp điện ngoài mạng lưới đường nội bộ, công trình cảnh quan Dây chuyền xử lý nước (giai đoạn xử lý hóa lý).

Những kỷ lục Guinness mà nhà máy đã xác lập

Quy trình xử lý nước thải của nhà máy Đầu tiên, Tòa nhà lấy nước, bao gồm các nhà máy lọc dầu và máy bơm lấy nước, nơi các nhà máy lọc dầu thô và tinh hoạt động để loại bỏ tất cả các sinh vật phù du nhỏ và lớn, nơi nước sẽ chảy đến giai đoạn xử lý tiếp theo Thiết kế công suất máy bơm lấy nước lên tới 1,4 triệu mét khối mỗi ngày, trong đó mỗi tòa nhà có 5 máy bơm (4 máy hoạt động và 1 máy thay thế) với công suất mỗi máy bơm là 4 mét khối/giây Tiếp theo, xử lý nước cho giai đoạn lắng ban đầu bằng cách bổ sung các vật liệu có tác dụng điều chỉnh độ pH và hỗ trợ quá trình hình thành chất keo tụ và lắng cặn ở đáy bể lắng, ví dụ: axit sunfuric, natri hydroxit, clorua sắt và polyme trong quá trình lắng và hình thành cặn lắng các hạt lớn từ các chất rắn lơ lửng bên trong bể trộn và lắng Sau đó được chuyển vào bể lắng lamella có diện tích 11.600 mét vuông, được sử dụng trong công nghệ bể lắng và đường ống để có quy trình hiệu quả hơn Bộ lọc ba đĩa, trong đó dự án sử dụng 120 bộ lọc, công suất thiết kế mỗi bộ lọc là 1.992 mét khối/giờ Bề mặt lọc rộng tới 32.800 mét vuông màng polyester mịn và kích thước bộ lọc là 10 micron để đạt được chất lượng và tiêu chuẩn cao nhất của nước tưới tinh khiết Cuối cùng, bao gồm quá trình khử trùng nước bằng cách bơm ozone hoặc clo Khử trùng, diệt khuẩn nước trước khi vào bể tiếp xúc để làm sạch, nhằm kiểm soát mùi nước Do đó, Ozone được bơm vào để diệt trừ tất cả ký sinh trùng, vi khuẩn và tất cả các chất hữu cơ có hại khỏi nước Để giảm tiêu thụ oxy hóa học “COD” để đạt được tỷ lệ mong muốn, quá trình khử trùng nước chảy ra xảy ra, sau đó sản phẩm cuối cùng được thoát ra Kênh đào Sheikh Jaber.

Quy trình xử lý bùn cặn, các chất rắn lắng được chuyển từ bể lắng sang bể cô đặc bùn Bùn chuyển sang giai đoạn ổn định và cô đặc để thu được bùn đặc hơn, sau đó là giai đoạn tách nước và làm khô cơ học để có tỷ lệ khô cao hơn đến 24% Bùn khô ở độ khô

24% được băng tải đưa đến các thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời để phân phối và khuấy trộn liên tục để thu được sản phẩm cuối cùng (bùn) có độ khô 75%, tại đây sản phẩm cuối cùng sẽ được sử dụng trong nông nghiệp ứng dụng như cải tạo đất hay trong xây dựng như gạch xi măng, vật liệu san lấp…v.v.