luận văn tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư gò đen bến lức long an công suất 200m3 ngày đêm

Phân loại nước thải sinh hoạt Để thuận tiện cho việc lựa chọn phương pháp, dây chuyền công nghệ và tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, nước thải sinh hoạt được phân loại

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ NƯỚC THẢI SINH

HOẠT CHO KHU DÂN CƯ GÒ ĐEN, BẾN LỨC, LONG AN,

CÔNG SUẤT 200M3/NGÀY ĐÊM

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Mã ngành : 108

Giảng viên hướng dẫn : Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU

TP Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGÀNH : Kỹ Thuật Môi Trường LỚP : 09HMT1 KHOA : Môi Trường và CN Sinh học BỘ MÔN :Kỹ thuật Môi trường

1 Đầu đề luận văn :

Tính toán thiết kế hệ thống nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Gò Đen, Bến Lức,

Long An, công suất 200m3/ngày đêm

2 Nhiệm vụ luận văn:

- Tổng quan - Xác định đặc tính nước thải Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải - Tính toán thiết kế và khái toán các công trình đơn vị

- Thể hiện các công trình đơn vị trên bản vẽ A3

3 Ngày giao luận văn: 01/12/2010 4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 08/03/2011

5 Họ tên người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua bộ môn Ngày……tháng…….năm 2011

(ký và ghi rõ họ tên)

Th.S Nguyễn Chí Hiếu PHẦN DÀNH CHO KHOA BỘ MÔN Người duyệt:………

Ngày bảo vệ: ………

Điểm tổng kết:………

Nơi lưu trữ luận văn:………



Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả thực hiện của riêng tôi Những kết quả trong luận văn là trung thực, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học của Th.S Nguyễn Chí Hiếu

Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm và các trang web theo danh mục tài liệu của luận văn

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu SVTT: Trần Hữu Sáng

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên của luận văn tốt nghiệp em xin trân trọng gởi đến quý thầy cô lời cảm ơn chân thành nhất!

Trong suốt thời gian học tập tại trường dưới sự dìu dắt tận tình của các Thầy, Cô Khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh Học và các khoa khác của trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM đã truyền đạt cho em những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu trong chuyên môn cũng như trong nhiều lĩnh vực khác Sự tận tụy, sự say mê, lòng nhân ái nhiệt thành của Thầy, Cô là động lực giúp em cố gắng trau dồi thêm kiến thức và vượt qua những khó khăn trong học tập

Em xin gởi lời cám ơn chân thành đến các Thầy, Cô khoa Môi Trường & Công Nghệ Sinh Học và đặc biệt là cô hướng dẫn Thạc sĩ Nguyễn Chí Hiếu đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này

Đồng thời xin cảm ơn tất cả những người thân và bạn bè đã gắn bó cùng học tập và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua cũng như trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2011

TRẦN HỮU SÁNG

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

SVTT: Trần Hữu Sáng

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1

 Đặt vấn đề 1

 Mục tiêu của đề tài 1

 Nội dung của đề tài 1

 Các phương pháp thực hiện 2

 Giới hạn của đề tài 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TRONG CÁC KHU DÂN CƯ 3 1.1 Nuồn gốc của nước thải trong khu dân cư 3

1.2 Phân loại nước thải sinh hoạt 3

1.2.1 Theo nguồn gốc hình thành 4

1.2.2 Theo đối tương thoát nước 4

1.2.3 Theo đặc điểm của hệ thống thoát nước 4

1.3 Số lượng, thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt 4

1.3.1 Số lượng nước thải sinh hoạt 4

1.3.2 Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt 5

1.4 Tác hại của nước thải sinh hoạt 13

1.4.1 Tác hại do chất hữu cơ BOD, COD 13

1.4.2 Tác hại do chất rắn SS 14

1.4.3 Tác hại do nhiệt độ 14

1.4.4 Tác hại do vi trùng gây bệnh 14

1.4.5 Tác hại do Nitơ, Photpho 14

1.4.6 Tác hại do dầu mỡ 14

1.4.7 Tác hại do màu 14

1.5 Bảo vệ nguồn nước mặt thoát khỏi sự ô nhiễm của nguồn nước thải 14

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN KHU DÂN CƯ GÒ ĐEN 16

2.1 Giới thiệu khu dân cư Gò Đen 16

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

SVTT: Trần Hữu Sáng

2.1.1 Vị trí, diện tích, ranh giới khu đất 16

2.1.2 Điều kiện tự nhiên 16

2.2 Số lượng, thành phần, tính chất nước thải khu dân cư Gò Đen 17

2.2.1 Lưu lương nước thải 17

2.2.2 Thành phần, tính chất, nước thải yêu cầu xử lý đầu ra 19

3.3 Các nguồn tiếp nhận nước thải trong khu vực lân cận 20

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 21

3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 21

3.1.1 Song chắn rác 21

3.1.2 Bể lắng 21

3.1.3 Bể vớt dầu mỡ 23

3.1.4 Bể lọc 23

3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 23

3.2.1 Phương pháp đông tụ và keo tụ 24

3.2.2 Tuyển nổi 26

3.2.3 Khử trùng nước thải 26

3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 27

3.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên 28

3.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

trong điều kiện nhân tạo 30

CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 35

4.1 Đề xuất công nghệ 35

4.1.1 Phương án 1 35

4.1.2 Phương án 2 37

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 39

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

SVTT: Trần Hữu Sáng

Tính toán các công trình đơn vị phương án 1 39

5.1 Song chắn rác 39

5.2 Bể lắng cát 42

5.3 Sân phơi cát 46

5.4 Bể tiếp nhận kết hợp điều hòa nước thải 47

5.5 Bể lắng đợt 1 48

5.6 Bể Aeroten 54

5.7 Bể lắng đợt 2 65

5.8 Bể chứa bùn 70

5.9 Nén bùn 70

5.10 Sân phơi bùn 72

5.11 Khử trùng 75

Tính toán các công trình đơn vị phương án 2 82

5.12 Mương oxy hóa 83

Lựa chọn phương án 94

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHI PHÍ 97

6.1 Tính toán chi phí cho phương án 1 97

6.2 Tính toán chi phí cho phương án 2 98

6.3 So sánh 2 phương án 99

CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100

7.1 Kết luận 100

7.2 Kiến nghị 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

SVTT: Trần Hữu Sáng

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Khối lượng các chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt 6

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu cơ bản về chất lượng nước thải 9

Bảng 1.3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải 12

Báng 1.4 Các thông số điển hình của nước thải sinh hoạt 13

Bảng 2.1 Hệ số khong điều hòa chung 18

Bảng 2.2 Tải trọng chất bẩn 19

Bảng 2.3 Nồng độ các chất bẩn trong nước thải 19

Bảng 5.1 Lượng rác lấy ra từ song chắn rác 40

Bảng 5.2 Kết quả tính các thông số song chắn rác 41

Bảng 5.3 Quan hệ giữa kích thước thủy lực 42

Bảng 5.4 Giá trị hệ số K 42

Bang 5.5 Kết quả tính toán các thông số 46

Bảng 5.6 Các thông số sân phơi cát 47

Bảng 5.7 Hiệu suất lắng của chất lơ lửng 50

Bảng 5.8 Thông số nước thải đầu vào 55

Bảng 5.9 Liều lượng bùn hoạt tính 56

Bảng 5.10 Các kích thước điển hình của bể Aeroten 57

Bảng 5.11 Thông số thiết kế sân phơi bùn 72

Bảng 5.12 Tải trọng cặn của sân phơi bùn 73

Bảng 5.13 Kích thước cơ bản của máy trộn 78

Bảng 5.14 Tóm tắt các thông số thiết kế 81

Bảng 5.15 Thông số nước thải đầu vào mương oxy 83

Bảng 5.16 Thông số thiết bị làm thoáng 93

Bảng 5.17 Bảng so sánh sơ bộ 95

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

SVTT: Trần Hữu Sáng

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Nguồn gốc nước thải từ các hộ gia đình 3

Hình 1.2 Thành phần các chất trong nước thải 6

Hình 3.1 Hồ sinh vật 28

Hình 3.2 Mô hình UASB 33

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý phương án 1 36

Hình 4.2 Sơ dồ quy trình công nghệ xử lý phương án 2 37

Hình 5.1 Sơ đồ tính song chắn rác 39

Hình 5.2 Bố trí song chắn rác trong mương dẫn nước thải 41

Hình 5.3 Sơ đồ công nghệ khử trùng bằng clorua vôi 76

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu SVTT: Trần Hữu Sáng

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

SCR: Song chắn rác BOD: Nhu cầu oxy sinh học COD: Nhu cầu oxy hóa học SS: Chất rắn lơ lửng TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam F/M: Tỷ lệ lượng thức ăn MLSS: Nồng độ vi sinh vật SVI: Chỉ số thể tích bùn

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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

 Nội dung của luận văn

 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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

 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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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 cộng đồng như tắm rửa, giặt giũ, vệ sinh cá nhân, Chúng thường được thải ra từ các căn 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 tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, nước thải sinh hoạt được phân loại theo 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 phần và 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 và thường gọi là “nước xám” Nồng độ các chất hữu cơ trong các loại nước thải này thấp 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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

Các loại nước thải này thường gây nguy hại đến sức khỏe và dễ làm nhiễm bẩn nguồn nước mặt Tuy nhiên chúng thích hợp với việc làm phân bón hoặc tạo khí sinh 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 tố dinh dưỡng khác (nitơ, photpho) Các chất bẩn trong nước thải này dễ tạo khí sinh học 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 bệnh viện, 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 phần tính 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 lý theo 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 đợt đầu trong khu vực thoát nước được thu gom và vận chuyển về trạm xử lý theo tuyến cống chung Trong một số trường hợp nước đen được xử lý sơ bộ tại chỗ qua các công trình như bể tách dầu mỡ, bể tự hoại, sau đó cùng nước xám xả vào tuyến cống thoát nước chung của thành phố

Việc phân loại nước thải theo hệ thống thoát nước phụ thuộc vào đối tượng thoát nước, đặc điểm hệ thống thoát nước của thành phố và các điều kiện tự nhiên, 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:

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

 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 khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn

Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường được thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các 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 vệ

sinh;  Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các

chất 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 chất bẩn trong nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ các hoạt động của con người Các chất bẩn này với thành phần hữu cơ và vô cơ, tồn tại dưới dạng cặn lắng, các chất rắn không lắng được và các chất hòa tan

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, ngoài ra còn 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 chất bao 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 cơ trong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein 40-50 %),hydrat cacbon (40-50%) gồm tinh bột, đường, xenlulô và các chất béo (5-10 %) Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước thải sinh hoạt Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150÷450 mg/l theo trọng lượng khô 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, các axit, 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 gây

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

bệnh,ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả năng gây thành dịch bệnh Về thành phần

hóa 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 nước thải 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,

Nước thải sinh hoạt

béo

Keo kỵ nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhôm, silic ) không có khả năng liên kết 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 hạt keo là khó khăn Vì vậy, để các hạt keo có thể lắng được, cần phá vỡ độ bền của chúng và trong công nghệ xử lý nước và nước thải thường áp dụng quá trình keo tụ (hóa học hoặc sinh học)

 Nhóm 3:

Gồm các chất hòa tan có kích thước hạt phân tử ≤ 10-7 mm Chúng tạo thành hệ một pha còn gọi là dung dịch thật Các chất trong nhóm 3 rất khác nhau về thành 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 hàm lượng nitơ, photpho, được xác địng thông qua sự có mặt các chất thuộc nhóm này, và để xử lý chúng thường ứng dụng phương pháp sinh học và phương pháp hóa lý

 Nhóm 4:

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 số đó như các muối amônia, photphat được hình thành trong quá trình xử lý sinh học

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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

Để xử lý chúng, cần áp dụng các phương pháp xử lý hóa lý phức tạp hơn, tốn kém hơn 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: kim loại nặng, thuốc trừ sâu, chất phóng xạ và một số chất độc hại khác Dạng các chất ô nhiễm đặc biệt này có thể gây tác hại to lớn đến con người, sinh vật và môi trường Mức độ tác hại phụ thuộc vào loại chất ô nhiễm, nồng độ của chúng và khả năng xử lý các chất dặc biệt này

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

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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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

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

hiệu/định nghĩa

Ý nghĩa

1 Các chỉ tiêu lý học

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

TS TVS

SS VSS TDS

Để đánh giá khả năng sử dụng nước thải và để xác định xem dạng công trình và quá trình nào là thích hợp nhất để xử lý chúng

rắn nào sẽ lắng được bằng trọng lực trong một khoảng thời gian nhất định

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

phân hủy)

mùi là vấn đề được quan tâm

trong việc xác thiết kế và vận hành các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

2 Các chỉ tiêu hóa học

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

hoàn toàn

một đại lượng thay thế cho xét nghiệm NOS5 ( BOD5)

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

Các hợp chất hữu cơ đặc biệt và các loại hợp chất Để xác định sự hiện diện của các chất ô nhiễm ưu tiên

và các hợp chất hữu cơ khác và để xem quá trình xử lý nào là thích hợp nhất đối với chúng

Tổng nitơ kjeldahl Nitơ hữu cơ

Amonia tự do Nitrit

Nitrat Tổng photpho Photpho hữu cơ Photpho vô cơ

TKN Org N

NH4

NO2

-NO3

-TP Org P Inorg P

Để đánh giá sự hiện diện của các chất dinh dưỡng trong nước thải và mức độ phân hủy trong nước thải; các dạng oxy hóa có thể có của các hợp chât của nitơ

dụng của nước thải cho nông nghiệp

bùn thải

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

CO32- + OH-

Để đámh giá khả năng đệm của nước thải

trọng trong công việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

độc tính đối với xử ls sinh học và khả năng sử dụng lại nước thải sau xử lý

Các nguyên tố và hợp chất vô cơ đặc biệt Để đánh giá sự hiện diện hoặc thiếu cắng chất ô

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

nhiễm ưu tiên

các chất khí đặc biệt 3 Các chỉ tiêu sinh hóa

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

( NOD)

Để đo lượng oxy cần thiết để oxy hóa sinh học nitơ trong nước thải thành nitrat

cấp tính (TUA )và kinh niên (TUC)

Để thử tính độc của nước thải và nước thải đã được xử lý

của vi khuẩn gây bệnh và hiệu quả của quá trình clorin hóa nước thải

Các vi sinh vật đặc biệt Vi khuẩn,

động vật nguyên sinh, giun

sán,virut

Để đánh giá sự hiện diện của các vi sinh vật đặc biệt có liwn quan đến việc vận hành nhà máy xử lý và đối với việc tái sử dụng nước thải

Để tính toán thiết kế các công trình xử lý, người ta thường xem xét các thành 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)

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

- Các vi sinh vật gây bệnh Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ứng với mức độ ô nhiễm được thể hiện trong bảng sau:

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

Nhẹ Trung bình Nặng

Tổng chất rắn hòa tan

 Cố định( Fixed)

mg/L mg/L mg/L

250 145 105

500 300 200

850 525 325 Chất rắn lơ lững

 Cố định

mg/L mg/L mg/L

100 20 80

220 55 165

350 75 275

20 8 12

0 0

40 15 25 0 0

85 35 50 0 0 Tổng photpho( theo P)

 Hữu cơ

1

8 3

15 5

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 cả các chất hữu cơ trong nước thải đều có thể bị phân hủy sinh học bởi các vi sinh vật 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 tại

trong nước thải gây ra như sau:

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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 một lượng lớn oxy và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình 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 diện

tích 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 đời sống 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 trùng gây bệnh Các vi trùng này gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu

chảy, 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 quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá ( đó là do sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình 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 thải từ khu dân cư, đô thị , khu công nghiệp hay các xí nghiệp công nghiệp Một số nguồn nước trong số đó là nguồn nước ngọt quí giá, sống còn của đất nước, nếu để bị ô nhiễm do nước thải thì chúng ta phải trả giá rấ t đắt và hậu quả không lường 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 lý xả 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 sinh

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

học 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 và pha 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 áp dụng 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 trình kín có ý nghiã đặc biệt quan trọng

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

16

CHƯƠNG II TỔNG QUAN KHU DÂN CƯ GÒ ĐEN 2.1 Giới thiệu 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

 Độ ẩm bình quân : 79,8 %

 Thấp nhất : 17 %  Nắng:

Số giờ nắng bình quân là 6,3 giờ/ngày Tổng lượng bức xạ là 348 Kcal/cm2

 Lượng mưa:

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 Số lượng, thành phần, tính chất nước thải khu dân cư Gò Đen 2.2.1 Lưu lượng nước thải:

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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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

( / )

cq 200 L ng d

- Tiêu chuẩn thải nước tính cho một người trong một ngày đêm : lấy bằng 80% tiêu chuẩn cấp nước:

q 80%*q 0 8 200, * 160( / )L ng d

- Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm TB( / )3

dQ m d :

( / )*( )

( /)

TBdt

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

hQ m h3 :

(/ ), (/ )( / )

TBTBdh

- Lưu lượng trung bình giây TB( / )

sQ L s :

, (/ ) *( /), ( / )

( / )

TBTBhs

( / )

tbsQ L s 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250

ch

sQ 9 3 L s , ta chọn Kch 2 8,

- Chọn hệ số không điều hòa ngày Kng 1 35,

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

dngdQ KQ  m d3  m d3

2 8 33 493 5

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

19 - Lưu lượng nước thải lớn nhất giây Qsmax( / )L s :

max* TB , * , ( / ), ( / )

schsQ KQ 2 8 9 3 L s 26 5 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 :

( / ) *(/ )(/ )

( / )

a g ng dmg gC mg L

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 Hiệu

quả xử lý(%) Trước khi vào hệ

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

20

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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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 hoà tan 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 để nghiền nhỏ, sau đó đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn (bể mêtan) Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chử nhật, hình tròn hoặc bầu dục Song chắn rác được chia làm 2 loại di động hoặc cố định Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướng dòng chảy

3.1.2 Bể lắng

Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn

- Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học

- Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

- 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

3.1.2.1 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chử nhật trên mặt bằng Bể lắng đứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m3/ng.đ Nước thải được 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 Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới

3.1.2.2 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có hình dạng chử nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m Bể lắng ngang dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 15.000 m3/ ng.đ Trong bể lắng nước thải chuyển động theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẩn tới các công trình xử lý 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 ở máng cuối bể

3.1.2.3 Bể lắng ly tâm

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 Bể lắng 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 vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới 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 máng đặt dọc theo thành bể phía trên

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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 trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước

 Phương pháp xử lý cơ học : có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất

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

Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa để phân huỷ 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 dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng 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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, 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 hiệu quả 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)

3.2.1.1 Phương pháp đông tụ

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+

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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 chất đông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốt trong nước, sử dụng dạng khô hoặc 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%

3.2.1.2 Phương pháp keo tụ

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 phân tử chất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ Sự dính lại các hạt keo do lực đẩy Vanderwalls Dưới tác động của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên 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 rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khi các 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 (thường là 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 Khi xử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank) số lượng vi khuẩn 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 trùng Chlor hoá, Ozon hoá, điện phân, tia cực tím …

3.2.3.1 Phương pháp phổ biến nhất hiện nay là phương pháp Chlor

hoá

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

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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

3.2.3.2 Phương pháp Clor hoá nước thải bằng Clorua vôi

Aùp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngđ Các công trình và thiết bị dùng trong dây chuyền này là các thùng hoà trộn, chuẩn bị dung dịch Clorua 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 dịch Clorua vôi với liều lượng nhất định đi hoà trộn vào nước thải Trong các thùng trộn dung dịch, Clorua vôi được khuấy trộn với nước cấp bằng các cánh khuấy gắn với trục động cơ điện

-3.2.3.3 Phương pháp Ozon hoá

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoá bằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước Bằng Ozon hoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, thuốc nhuộm … 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 của phương pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp

3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình 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 có mặt 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 loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy, phương pháp này thường 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 tan thành 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 keo vô 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 nhiên người ta xử lí nước thải trong ao, hồ( hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc…)

GVHD: Th.S Nguyễn Chí Hiếu

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, hồ ổn định nước thải,… là hồ để xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ như vi khuẩn, tảo và các loại thuỷ sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 60C

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

 Hồ sinh vật hiếu khí

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

 Hồ sinh vật tuỳ tiện