Đồ Án xử lý nước thải Đô thị Đề tài báo cáo thiết kế hệ thống xử lý nước thải Đô thị cho khu dân cư 25 000 người trong 20 năm

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢISINH HOẠT VÀ XỬ LÝ CẶN 2.1 Xử lý cơ học - Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà tan chứa trong nước thải và được thực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

ĐỀ TÀI BÁO CÁO: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

ĐÔ THỊ CHO KHU DÂN CƯ 25.000 NGƯỜI TRONG 20 NĂM

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt

- Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ tẩy rửa, vệ sinh cá nhân Chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viên, chợ, và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước Tiêu chuẩn cấp nướcsinh 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 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

1.2 Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt

- Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:

+ Nước thải nhiễm bẩn do chất 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 sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ 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 bao gồm các hợp chất như protein (40 – 50%); hydrat cacbon (40 - 50%) Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450 mg/1 theo trọng lượng khô Có khoảng 20 - 40% chất hữu cơ khó

bị phân huỷ sinh học Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

1.3 Tác hại đến môi trường

- Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra

+ COD, BOD: Sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gâythiếu 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

nước có mùi hôi thúi và làm giảm pH của môi trường

+ SS: Lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thuỷ sinh vật nước

+ Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy,ngộ độc thức ăn, vàng da

+ Ammonia, P: Đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá (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)

+ Màu: Mất mỹ quan

+ Dầu mỡ: Gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt

1.4 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do 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 quý giả, sống còn của đất nước, nếu để bị ô nhiễm

do nước thải thì chúng ta phải trả giá rất 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 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 định 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 nghĩa đặc biệt quan trọng

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

SINH HOẠT VÀ XỬ LÝ CẶN 2.1 Xử lý cơ học

- Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà tan chứa trong nước thải và được thực hiện ở các công trình xử lý: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc cácloại

+ Song chắn rác, lưới chắn rác làm nhiệm vụ giữ lại các chất bẩn kích thước lớn

có nguồn gốc hữu cơ

+ Bể lắng cát được thiết kế trong công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ, chủ yếu là cát chứa trong nước thải

- Bể lắng làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và các tạp chất nổi chứa trong nướcthải Khi cần xử lý ở mức độ cao (xử lý bổ sung) có thể sử dụng các bể lọc,

- Về nguyên tắc, xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi xử lý tiếp theo

2.2 Xử lý sinh học

- Cơ sở của phương pháp xử lý sinh học nước thải là dựa vào khả năng oxy hoá các liên kết hữu cơ dạng hòa tan và không hoà tan của vi sinh vật – chúng sử dụng các liên kết đó như là nguồn thức ăn của chúng

- Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm có:

 Mương oxy hoá

2.4 Xử lý cặn nước thải

- Nhiệm vụ của xử lý căn (Cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải) là:

 Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn

 Ổn định cặn

 Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau

- Rác (Gồm các tạp chất không hòa tan kích thước lớn: Cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau, ) được giữ lại ở song chắn rác có thể được chở đến bãi rác (Nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể metan để tiếp tục xử lý

- Cát từ các bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào mục đích khác

- Cặn tươi từ bể lắng cát đợt một được dẫn đến bể mêtan để xử lý

- Một phần bùn hoạt tính (Vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt 2 được dẫn trở lại aeroten để tiếp tục tham gia quá trình xử lý (Gọi là bùn hoạt tính tuần hoàn), phần còn lại (Gọi là bùn hoạt tính dư) được dẫn đến bể nén bùn để làm giảm độ ẩm và thểtích, sau đó được dẫn vào bể metan để tiếp tục xử lý

- Đối với các trạm xử lý nước thải xử dụng bể biophin với sinh vật dính bám, thì bùn lắng được gọi là màng vi sinh và được dẫn đến bể metan Cặn ra khỏi bể metan

có độ ẩm 96 - 97% Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các côngtrình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: Sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo (Thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép, thiết bị li tâm cặn ) Độ

- Để tiếp tục xử lý cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng thiết bị khác nhau: Thiết bị sấy dạng ống dạng khí nén, dạng băng tải Sau khi sấy độ ẩm còn 25 -30% và cặn dạng hạt dễ dàng vận chuyển.

- Đối với các trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén và sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát

CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.1 Phương pháp xử lý cơ học

- Xử lý cơ học nhằm mục đích:

+ Tách những chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi,…) ra khỏi nước thải

+ Loại bỏ cặn nặng như: đất cát, kim loại nặng, thủy tinh,…

+ Điều hòa lưu lượng và các chất ô nhiễm trong nước thải

- Phương pháp cơ học loại bỏ được 60% các chất thải có kích thước thô, không tan

Là giai đoạn đầu tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý phía sau

- Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:

 Song chắn rác

- Nhiệm vụ: Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc đặt tại

các miệng xả nhằm giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạpchất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử

lý nước thải hoạt động ổn định Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau vớicác khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhựa hoặc gỗ Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip Bố trí song chắn rác trên máng dẫn nước thải Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy để giữ rác lại Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 500 đến 900

+ Song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ: 10 – 25 mm.

- Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải

để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới Tốc độ

yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song sẽ thay đổi

 Bể lắng cát và sân phơi cát

 Bể lắng cát

- Trong thành phần cặn lắng nước thải thường có cát với độ lớn thủy lực  = 18 mm/s Đây là các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn Mặc dù không độc hại nhưng chúng cản trở hoạt động của các công trình xử lý nước thải như tích tụ trong bể lắng, bể mêtan,… làm giảm dung tích công tác công trình, gây khó khăn cho việc xả bùn cặn, phá hủy quá trình công nghệ của trạm xử lý nước thải Để đảm bảo cho các công trình xử lý sinh học nước thải sinh học, nước thải ổn định họat động cần phải có các công trình và thiết bị phía trước

- Nhiệm vụ:

+ Loại bỏ các cặn vô cơ lớn như cát, sỏi, mảnh thủy tinh, tro, than vụn,… có kíchthước hạt > 0,2mm

+ Bảo vệ các trang thiết bị động (bơm) tránh mài mòn

+ Giảm cặn lắng trong ống, mương dẫn và bể phân hủy

+ Giảm tần suất làm sạch bể phân hủy

- Có thể chia làm 3 loại: bể lắng cát ngang, bể lắng cát thổi cơ khí và bể lắng cát ly tâm Các loại bể lắng cát chuyển động quay có hiệu quả lắng cát cao và hàm lượng chất hữu cơ có trong cát thấp Do cấu tạo đơn giản, bể lắng cát ngang được sử dụng rộng rãi hơn cả Tuy nhiên trong điều kiện cần thiết phải kết hợp các công trình xử

lý nước thải, người ta có thể dùng bể lắng cát đứng, bể lắng cát tiếp tuyến hoặc thiết

bị xyclon hở một tầng hoặc xiyclon thủy lực

- Cát lưu giữ trong bể từ 2 đến 5 ngày Các loại bể lắng cát thường dùng cho các

sân phơi để làm khô bằng biện pháp trọng lực trong điều kiện tự nhiên

 Bể lắng

- Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi nước thải

- Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành:

+ Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn, chất bẩn lơ lửng không hòa tan

+ Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học, dùng để lắng các cặn vi sinh, bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

 Bể tách dầu mỡ

- Bể tách dầu mỡ dùng để tách và thu các loại mỡ động thực vật, các loại dầu, có trong nước thải Đối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các vật liệu lọc có trong bể sinh học và chúng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính có trong bể Aerotank và thường được đặt trước cửa xả vào cống chung hoặc trước bể điều hòa Bể tách dầu mỡ thường được bố trí trong các bếp ăn của khách sạn, trường học, bệnh viện, xây bằng gạch, BTCT, thép, nhựa

khu vực bếp ăn để tách dầu mỡ trước khi xả vào hệ thống thoát nước bên ngoài cùng với các loại nước thải khác.

 Bể điều hòa

- Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trìnhcông cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải Trong quá trình lọc cần phải điều hòa lưu lượng dòng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu

cơ giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật

- Nhiệm vụ:

+ Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải

+ Tiết kiệm hóa chất để khử trùng nước thải

+ Ổn định lưu lượng

+ Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học tiếp theo

- Có 3 loại bể điều hòa:

+ Bể điều hòa lưu lượng

+ Bể điều hòa nồng độ

+ Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ

 Bể lọc

- Bể lọc dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tác có trong nước thải với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc nhưcát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ,… Bể lọc thường làm việc với hai chế độ: lọc và rửa lọc

- Quá trình này chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quý hiếm có trong nước thải

- Có thể phân loại bể lọc như sau:

 Keo tụ, tạo bông

- Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạtkeo có kích thước rất nhỏ (10-7 – 10-8 cm) Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếchtán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn

- Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O,

hay tổng hợp

- Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu.

 Tuyển nổi

- Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha khí – nước và xảy ra khi có năng lượng tự do trên bề mặt phân chia, đồng thời cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở những nơi tiếp xúc khí – nước

+ Tuyển nổi dạng bọt: Được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất không tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hòa tan

+ Phân ly dạng bọt: Được ứng dụng để xử lý các chất hòa tan có trong nước thải,

 Hấp phụ

- Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phươngpháp này là hợp lý hơn cả Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vị và màu rất khó chịu Tốc độ quá trình hấp phụ phụ thuộc vào nồng độ, bản chất và cấu trúc của các chất tan, nhiệt độ của nước, loại và tính chất của các chất hấp phụ Trong trường hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm

3 giai đoạn:

+ Di chuyển chất cần hấp phụ từ nước thải tới bề mặt hạt hấp phụ (vùng khuếch tán ngoài)

+ Thực hiện quá trình hấp phụ

+ Di chuyển chất bên trong hạt chất hấp phụ (vùng khuếch tán trong)

- Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sản xuất như xỉ tro, xi mạt sắt Trong số này, than hoạt tính được dùng phổ biến nhất Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị hấp phụ Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khảnăng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn có trong nước Phương phápnày có thể hấp phụ 58 – 95% các chất hữu cơ và màu Các chất hữu cơ có thể bị hấpphụ được là phenol, akylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm và các hợp chất thơm

 Chưng cất bay hơi

- Là chưng cất nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay hơi lên theo hơinước Khi ngưng tụ, hơi nước và chất dễ bay hơi sẽ hình thành các lớp riêng biệt và

do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra

 Trao đổi ion

- Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Pb, Hg, Cd, Mn,… cũng như các hợp chất của Asen, phosphor, Xyanua, chất phóng xạ

- Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt được mức độ làm sạch cao Vì vậy, nó là một phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bềmặt của chất rắn trao đổi Với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc vớinhau Các chất này gọi là ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit Chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion gọi là anionit và chúng mang tính kiềm nếu các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là các ionit lưỡng tính Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo

 Tách màng

- Là phương pháp tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng bám thấm, đó là các màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua

3.3 Phương pháp xử lý hóa học

- Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hoà, oxy hoá

và khử Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương pháp đắt tiền Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan

và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi các phương pháp này được dùng

để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp

xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

 Trung hòa

- Phương pháp trung hòa chủ yếu được dùng trong nước thải công nghiệp có chứa kiềm hoặc axit Để tránh hiện tượng nước thải gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh thì người ta phải trung hòa nước thải, với mục đích là làm lắng các muối của kim loại nặng xuống và tách ra khỏi nước thải

- Quá trình trung hòa trước hết là phải tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau giữa các loại nước thải chứa axit hay kiềm hay khả năng dự trữ kiềm của nước thải sinh hoạt và nước sông Trong thực tế, nếu hỗn hợp nước thải có pH = 6.5 – 8.5 thì nước

đó được coi là trung hòa

- Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

+ Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

+ Bổ sung các tác nhân hoá học

+ Lọc nước axit qua vật liệu có tác nhân trung hoà

+ Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit,…

- Việc lựa chọn phương pháp trung hoà còn tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của các tác nhân hoá học Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ

thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân

sử dụng cho quá trình

 Oxy hóa – khử

- Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học , do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác Thường sử dụng các chất oxy hoá

Canxi Ca(ClO)2, H2O2, Ozon,…

3.4 Phương pháp xử lý sinh học

- Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật

để oxy hóa các chất hữu cơ phân tán dạng keo và dạng hòa tan có trong nước thải

Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ có sẵn trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng như: tích lũy năng lượng cho quá trình sinh trưởng và phát triển chính vì vậy sinh khối của vi sinh vật không ngừng tăng lên

- Trên cơ sở đó có thể phân loại như sau:

+ Quá trình sinh học kỵ khí

+ Quá trình sinh học hiếu khí

- Ngoài ra còn có 2 quá trình phụ:

+ Quá trình thiếu khí

+ Quá trình tùy nghi

- Các công trình xử lý sinh học phân thành 2 nhóm:

+ Nhóm các công trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên: hồ sinh học, hệ thống xử lý bằng thực vật nước, cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, đất ngập nước, bãi lọc ngầm,…

+ Nhóm các biện pháp xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo: quá trình bùn

quay sinh học, màng lọc sinh học, ao hồ ổn định nước thải, bể UASB, bể tạo khí sinh học,… do các điều kiện nhân tạo của quá trình có thể điều khiển được nên quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn và có thể kiểm soát được.

 Công trình xử lý sinh học kỵ khí

Quá trình xử lý dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong công trìnhnhờ sự lên men kỵ khí Đối với các công trình vừa và nhỏ, người ta thường dùngcông trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng với sự phân hủy kỵ khí các chất hữu cơtrong pha rắn và pha lỏng Các công trình thường được ứng dụng là: các loại bể tựhoại, giếng thấm,…

Các ngăn bể tự hoại được chia làm hai phần: phần lắng nước thải (phía trên) vàphần lên men cặn lắng (phía dưới) Nước thải vào bể với thời gian lưu nước trong

bể từ 1 – 3 ngày Do vận tốc trong bể nhỏ nên phần lớn cặn lơ lửng được lắng lại.Hiệu quả lắng cặn trong bể tự hoại có thể đạt từ 40 – 60% phụ thuộc vào nhiệt độ,chế độ quản lý và vận hành bể Qua thời gian từ 3 – 6 tháng, cặn lắng lên men yếmkhí Quá trình lên men chủ yếu diễn ra trong giai đoạn đầu là lên men axit Các chất

cặn khác có thể làm cho nước thải bị nhiễm bẩn trở lại và tạo nên một lớp váng nổitrên mặt nước

- Để dẫn nước thải vào và ra khỏi bể người ta phải nối ống bằng phụ kiện tê với đường kính tối thiểu là 100 mm với một đầu ống đặt dưới lớp màng nổi, đầu kia được nhô lên phía trên để tiện việc kiểm tra, tẩy rửa và không cho lớp cặn nổi trong

bể chảy ra đường ống Cặn trong bể tự hoại được lấy theo định kỳ Mỗi lần lấy phải

để lại khoảng 20% lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men cho bùn cặntươi mới lắng, tạo thuận lợi cho quá trình phân hủy cặn.

 Giếng thấm

- Giếng thấm là công trình trong đó nước thải được xử lý bằng phương pháp lọc qualớp, cát sỏi và oxy hóa kỵ khí các chất hữu cơ được hấp phụ trên lớp cát, sỏi đó Nước thải sau khi xử lý được thấm vào đất Do thời gian nước lưu lại trong đất lâu nên các loại vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt hầu hết

- Để đảm bảo cho giếng hoạt động bình thường, nước thải phải được xử lý bằng phương pháp lắng trong bể tự hoại hoặc bể lắng hai vỏ

- Giếng thấm cũng chỉ được sử dụng khi mực nước ngầm trong đất sâu hơn 1,5 m

để đảm bảo được hiệu quả thấm lọc cũng như không gây ô nhiễm nước dưới đất

cần khảo sát địa chất nơi muốn xây dựng giếng thấm

 Bể UASB

- Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các

bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể Nước thải tiếp đó được chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng, rắn Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi

 Công trình xử lý sinh học hiếu khí

 Bể Aerotank

- Bể Aerotank là một công trình sử dụng phương pháp sinh học hiếu khí để xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải đô thị có chứa nhiều chất

- Nước thải sau khi qua bể lắng 1 có chứa các chất hữu cơ hòa tan và các chất lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí (Aerotank) Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông căn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dung chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan thành các tế bào mới

- Để đảm bảo bùn hoạt tính ở trạng thải lơ lửng và đảm bảo chất lượng oxy dùng trong quá trình sinh hóa các chất hữu cơ thì phải luôn đảm bảo việc cung cấp oxy Lượng bùn tuần hoàn và không khí cần cung cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ

Nước thải có pH từ 6,5 – 8,5 trong bể là thích hợp.Thời gian lưu nước trong bể không quá 12h

- Quá trình diễn ra như sau:

+ Khuấy trộn đều nước thải với bùn hoạt tính trong thể tích V của bể phản ứng + Làm thoáng bằng khí nén hay khuấy trộn bề mặt hỗn hợp nước thải và bùn họattính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxy cấp cho quá trình sinh hóa xảy ra trong bể

+ Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng đợt 1

+ Tuần hoàn lại một lượng bùn cần thiết từ đáy bể lắng đợt 2 vào bể Aerotank để hòa trộn với nước thải đi vào

+ Xả bùn dư và xử lý bùn

 Công nghệ Unitank

- Unitank là công nghệ hiếu khí xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, quá trình xử lý liên tục và hoạt động theo chu kỳ Nhờ quá trình điều khiển linh hoạt cho phép thiết lập chế độ xử lý phù hợp với nước thải đầu vào cũng như mở rộng chức năng loại

bỏ Photpho và Nitơ khi cần thiết Việc thiết kế hệ thống Unitank dựa trên một loạt các nguyên tắc và quy luật riêng, khác với các hệ thống xử lý nước thải bùn hoạt tính truyền thống

- Về cấu trúc Unitank là một khối bể hình chữ nhật được chia làm ba khoang thông nhau qua bức tường chung Hai khoang ngoài có thêm hệ thống máng răng cưa nhằm thực hiện hai chức năng vừa là bể sục khí để vi sinh vật oxi hóa các chất hữu

cơ gây bẩn vừa là bể lắng II tách bùn ra khỏi nước để xử lý Hệ thống đường ống đưa nước thải vào Unitank được thiết kế để đưa nước thải vào từng khoang tùy theotừng pha

- Nước thải sau khi xử lý theo máng răng cưa ra ngoài bể chứa nước sạch, bùn sinh học dư cũng được đưa ra khỏi hệ thống Unitank từ hai khoang ngoài Cũng giống như cái hệ thống xử lý sinh học khác, Unitank xử lý nước thải với dòng vào và dòng

ra liên tục theo chu kỳ, mỗi chu kì gồm hai pha chính và hai pha phụ Thời gian của pha chính là 3 giờ và thời gian của pha phụ là 1 giờ (có thể điều chỉnh được) Thời gian của pha chính và pha phụ được tính toán và chương trình hóa dựa vào lưu lượng, tính chất nước thải đầu vào và tiêu chuẩn chất lượng nước xử lý đầu ra

- Toàn bộ hệ thống Unitank được điều khiển tự động bởi bộ PLC đã được máy tính lập trình sẵn theo tính chất đặc trưng của nước thải và theo số liệu thực nghiệm

 Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR)

- SBR là một dạng của bể Aerotank, phát triển trên cơ sở xử lí bùn hoạt tính, vận hành theo từng mẻ liên tục và kiểm soát được theo thời gian, là một công trình xử lý

lắng bùn và gạn nước thải Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn tối thiểu của bể là 2

+ Pha phản ứng (sục khí): Ngừng đưa nước thải vào Tiến hành sục khí Hoàn thành các phản ứng sinh hóa có thể bắt đầu từ pha làm đầy Thời gian phản ứng chiếm khoảng 30% một chu kỳ hoạt động

+ Pha lắng: Điều kiện tĩnh hoàn toàn được thực hiện (không cho nước thải vào, không rút nước ra, các thiết bị khác đều tắt) nhằm tạo điều kiện cho quá trình lắng diễn ra Thời gian chiếm khoảng từ 5 – 30% chu kỳ hoạt động

+ Pha tháo nước sạch

+ Pha chờ: Áp dụng trong hệ thống có nhiều bể phản ứng, có thể bỏ qua trong một số thiết kế

- Thời gian hoạt động có thể tính sao cho phù hợp với từng loại nước thải khác nhau

và mục tiêu xử lý Nồng độ bùn trong bể thường khoảng từ 1500 – 2500 mg/l Chu

kỳ hoạt động của bể được điều khiển bằng rơle thời gian Trong ngăn bể có thể bố trí hệ thống vớt váng, thiết bị đo mức bùn,…

 Mương oxy hóa

- Là dạng cải tiến của Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, làm việc trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng chuyển động tuần hoàn trong mương Có thể xử lý nước thải có độ nhiễm bẩn cao BOD từ 1000 – 5000 mg/l

- Bao gồm 2 dạng là gián đoạn và liên tục:

+ Mương oxy hóa gián đoạn: mương có dạng vành khăn, sâu từ 0,9 – 1,5 m, thổi khí và lắng luân phiên Nước vào và ra chỉ thực hiện ở giai đoạn lắng Quy trình

xử lý dạng bậc, lắng ở chiều sâu không lớn nên nước ra có chất lượng tốt

+ Mương oxy hóa liên tục: Mương oxy hóa có hai hành lang và mương oxy hóa có

bể lắng riêng

 Bể MBR

- MBR là viết tắt cụm từ Membrance Bio Reactor (bể lọc sinh học màng) có thể định nghĩa tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ lọc màng Chúng đạt hiệu quả rất cao đã được kiểm chứng thực tế các công trình trong việc khử cả thành phần vô cơ lẫn hữu cơ cũng như các vi sinh vật trong nước thải

- MBR là kỹ thuật mới xử lý nước thải kết hợp dùng màng với hệ thống bể sinh học thể động bằng quy trình vận hành SBR sục khí và công nghệ dòng chảy gián đoạn MBR có thể ứng dụng với bể hiếu khí và kỵ khí Việc ứng dụng MBR kết hợp giữa công nghệ lọc màng và bể lọc sinh học như là một giai đoạn trong quy trình xử lý nước thải có thể thay thế cho vai trò tách cặn bể lắng bậc 2 và bể lọc nước đầu vào

Do vậy, ta có thể loại bỏ bể lắng đợt 2 và vận hành với nồng độ MLSS (chất rắn lơ lửng trong bùn) cao hơn

- MBR là sự kết hợp giữa hai quá trình cơ bản trong một đơn nguyên: phân hủy sinhhọc các chất hữu cơ và kỹ thuật tách sinh khối vi khuẩn bằng màng vi lọc (micro – flitration)

- Công nghệ MBR cho hiệu quả rất cao trong việc khử các chất hữu cơ, vô cơ phức tạp, loại bỏ chất dinh dưỡng (nitơ, photpho),… cũng như loại bỏ tất cả vi khuẩn, vi sinh vật có kích thước cực nhỏ, các Coliform, E coli,…

- Quá trình nitrat hóa xảy ra trong bể là quá trình chuyển hóa nitrat điều kiện hiếu khí Là quá trình oxy hóa ammonia thành nitrit và nitrat Vi sinh vật chính trong quátrình này là Nitrosomonas và Nitrobacter Các vi sinh vật tự dưỡng oxy hóa các hợpchất nitơ vô cơ

- Cacbon để phát triển tế bào được lấy từ CO2 Điều này có nghĩa là cơ chất hữu cơ BOD không phải là điều kiện tiên quyết cho sự phát triển của các vi khuẩn nitrate hóa Sự tích lũy nitrite không diễn ra mạnh vì vi khuẩn Nitrosomonas phát triển chậm hơn vi khuẩn Nitrobacter Tuy nhiên, có dấu hiệu chỉ ra rằng ở nước thải có nhiệt độ từ 25 – 30oC, sự biến đổi nitrite thành nitrate bị giới hạn bởi tốc độ Có nhiều vi sinh khác ngoài Nitrosomonas và Nitrobacter cũng tham gia gián tiếp vào quá trình nitrat hóa, gọi là vi khuẩn oxy hóa ammonia.

- Lớp vi sinh vật bám trên màng chia làm 3 lớp: hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí Lớp

vi sinh vật thiếu khí sẽ thực hiện quá trình khử nitrat tạo thành nitơ trong điều kiện thiếu oxy, bởi các vi khuẩn dị dưỡng và nguồn cacbon dễ phân hủy sinh học Thiếu khí ở đây có nghĩa là sự hiện diện của oxy kết hợp (nitrate và nitrite) và sự thiếu vắng oxy hòa tan hay oxy tự do Quá trình này xảy ra do các vi khuẩn như

Pseudomonas denitrificans

- Khi vận hành sẽ sử dụng một hệ thống bơm hút màng theo cơ chế thẩm thấu ngược Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị giữ lại ở bề mặt màng Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng Phần nước trong được bơm hút qua ngoài, phần bùn nằm lại trong bể, định kỳ tháo về bể chứa bùn

- Để kéo dài tuổi thọ cho màng, cần làm sạch màng vào cuối hạn sử dụng Căn cứ vào loại nước thải đầu vào, thời điểm rửa màng định kỳ dựa theo đồng hồ đo áp lực.Quy trình rửa màng sẽ được bơm hút nước sạch từ bể chứa nước sạch bơm vào hệ thống màng Đồng thời, dùng khí thổi từ dưới lên sao cho bọt khí đi vào trong ruột màng chui theo lỗ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám ra khỏi màng

bị thổi khí và cánh khuấy qua đó thì mật độ vi sinh ngày càng gia tăng, hiệu quả xử

lý ngày càng cao

- Trong bể hiếu khí chính bám MBBR, hệ thống cấp khí được cung cấp để tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển Đồng thời quá trình cấp khí phải đảm bảo được các vật liệu luôn ở trạng thái lơ lửng và chuyển động xáo trộn liên tục trong suốt quá trình phản ứng Vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ sẽ dính bám và phát triển trên bề mặt các vật liệu Các vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải để phát triển thành sinh khối Quần xã vi sinh sẽ phát triển và dày lên rất nhanh chóng cùng với sự suy giảm các chất hữu cơ trong nước thải Khi đạt đến một đôi dày nhất định, khối lượng vi sinh vật sẽ tăng lên, lớp vi sinh vật phía trong do không tiếp xúc được nguồn thức ăn nênchúng sẽ bị chết, khả năng bám vào vật liệu không còn Khi chúng không bám đượclên bề mặt vật liệu sẽ bị bong ra rơi vào trong nước thải Một lượng nhỏ vi sinh vật còn bám trên các vật liệu sẽ tiếp tục sử dụng các hợp chất hữu cơ có trong nước thải

để hình thành một quần xã sinh vật mới

- Ngoài nhiệm vụ xử lý các chất hữu cơ trong nước thải, thì trong bể sinh học hiếu khí chính bám lơ lửng còn xảy ra quá trình Nitritrat hóa và Denitrate, giúp loại bỏ các hợp chất nitơ, photpho trong nước thải, do đó không cần sử dụng bể Anoxic Vi sinh vật bám trên bề mặt vật liệu lọc gồm ba loại: lớp ngoài cùng là vi sinh vật hiếukhí, tiếp là lớp vi sinh vật thiếu khí, lớp trong cùng là vi sinh vật kỵ khí Trong nướcthải sinh hoạt, nitơ chủ yếu tồn tại ở dạng amoniac, hợp chất nitơ hữu cơ Vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa hợp chất nitơ về dạng nitrit, nitrat.Tiếp tục vi sinh nhật thiếu khí và khí khí sẽ sử dụng các hợp chất hữu cơ trong nước thải làm chất oxi

còn được thực hiện tại bể lắng sinh học Vì vậy, hiệu quả xử lý hợp chất nitơ,

photpho trong nước thải sinh hoạt vô cùng trên hệ rất tốt

- Ngoài ra, để tăng cường khả năng xử lý nitơ của bể sinh học thiếu khí người ta thêm vào giá thể MBBR Thể tích của vật liệu MBBR so với thể tích bể được điều chỉnh theo tỉ lệ phù hợp, thường là < 50 thể tích bể

- Bể sinh học kết hợp giá thể lơ lửng MBBR gồm hai loại: bể hiếu khí và bể thiếu khí.

Trong bể hiếu khí sử dụng chuyển động của các giá thể được tạo thành do sự

khuếch tán của những bọt khí có kích thước trung bình từ máy thổi khí Trong khi

đó ở bể thiếu khí thì quá trình này được tạo ra bởi sự xáo trộn của các giá thể trong

bể bằng cánh khuấy

- Nhân tố quan trọng của quá trình xử lý này là các giá thể động có lớp màng

biofilm dính bám trên bề mặt Những giá thể này được thiết kế sao cho diện tích bể mặt hiệu dụng lớn để lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt của giá thể và tạo điềukiện tối ưu cho hoạt động của vi sinh vật khi những giá thể này lơ lửng trong nước

- Tất cả các giá thể có tỷ trọng nhẹ hơn so với tỷ trọng của nước, tuy nhiên mỗi loại giá thể có tỉ trọng khác nhau điều Điều kiện quan trọng nhất của quá trình xử lý này

là mật độ giá thể trong bể, để giá thể có thể chuyển động lơ lửng ở trong bể thì mật

độ giá thể chiếm từ 25 đến 50% thể tích bể và tối đa trong bể MBBR phải nhỏ hơn 67% trong mỗi quá trình xử lý bằng màng sinh học thì sự khuếch tán các chất dinh dưỡng chất ô nhiễm ở trong và ngoài lớp màng là nhân tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý, vì vậy chiều dày hiệu quả của lớp màng cũng là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý

- Bể lọc sinh học nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, đảm bảo BOD trong nước thải ra khỏi bể lắng đợt II dưới 15 mg/l

- Bể có cấu tạo hình chữa nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng Do tải trọng thủy lực

và tải trọng chất bẩn hữu cơ thấp nên kích thước vật liệu lọc không lớn hơn 30 mm

thường là các loại đá cục, cuội, than cục Chiều cao lớp vật liệu lọc trong bể từ 1,5 –2m Bể được cấp khí tự nhiên nhờ các cửa thông gió xung quanh thành với diện tíchbằng 20% diện tích sàn thu nước hoặc lấy từ dưới đáy với khoảng cách giữa đáy bể

và sàn đỡ vật liệu lọc cao 0,4 – 0,6m Để lưu thông hỗn hợp nước thải và bùn cũng như không khí vào trong lớp vật liệu lọc, sàn thu nước có các khe hở Nước thải được tưới từ trên bờ mặt nhờ hệ thống phân phối vòi phun, khoan lỗ hoặc máng

- Bể lọc sinh học cao tải dùng để xử lý sinh học hiếu khí nước thải với tải trọng thủy

bằng để đảm bảo cho dàn ống phân phối nước tự quay Áp lực từ các lỗ phun từ 0,5

÷0,7m Tốc độ quay một vòng từ 8 đến 12 phút Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu đến dàn ống là 0,2÷0,3m để lấy không khí và nước phun ra vỡ thành các hạt nhỏ đều trên mặt bể

- Bể lọc sinh học cao tải hoạt động có hiệu quả khi BOD của nước thải dưới 300 mg/l Để tăng hiệu quả xử lý nước thải người ta thường tuần hoàn nước sau bể lọc

để xử lý lại Thời gian tiếp xúc giữa nước thải và vi sinh vật dính bám tăng lên, tải trọng chất bẩn hữu cơ giảm xuống Mặt khác khi tuần hoàn lại nước, tải trọng thủy lực tăng lên, đẩy mạnh quá trình tách màng vi sinh vật cũ và hình thành màng mới trên bề mặt vật liệu, làm giảm hiện tương tắc nghẽn trong các lỗ rỗng của lớp vật liệu, tăng lưu lượng trong hệ thống phân phối, đảm bảo tốc độ quay của dàn ống

- Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước hoạt động theo nguyên lý lọc dínhbám Công trình này thường được gọi là Bioten có cấu tạo gần giống với bể lọc sinhhọc và Aerotank Vật liệu lọc thường được đóng thành khối và ngập trong nước.Khí được cấp với áp lực thấp và dẫn vào bể cùng chiều hoặc ngược chiều với nướcthải Khi nước thải qua lớp vật liệu lọc, BOD bị khử và NH4+ bị chuyển hóa thành

NO3- trong lớp màng sinh vật Nước đi từ dưới lên, chảy vào máng thu và được dẫn

ra ngoài

- Đĩa lọc sinh học được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo nguyên lý bám dính Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ,… hình tròn đường kính 2 – 4m, dày dưới 10mm ghép với nhau thành khối cách nhau 30 – 40mm và các khối này được bố trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể nước thải Đĩa lọc sinh học được sửdụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt với công suất không hạn chế Tuy nhiên, người ta sử dụng hệ thống đĩa để cho các trạm xử lý nước thải công suất dưới 5000

3.6 Phương pháp khử trùng nước thải

- Dùng các hóa chất hoặc các tác nhân có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán, trong một thời gian nhất định, để đảm bảo các tiêu chuẩn

vệ sinh Tốc độ khử trùng phụ thuộc vào nồng độ của chất khử trùng, nhiệt độ nước,hàm lượng cặn, các chất khử trong nước và khả năng phân li của chất khử trùng Các chất thường sử dụng để khử trùng: khí hoặc nước clo, nước javen, clorua vôi, các hipoclorit, clo amin B, Một số phương pháp khử khuẩn thường được ứng dụng hiện nay:

 Phương pháp Clo hóa:

Clo phải được trộn đều với nước thải và thời gian tiếp xúc giữa hóa chất và nước thải tối thiểu là 30 phút.

 Phương pháp Clo hóa nước thải bằng Clorua vôi:

- Phản ứng đặc trưng là sự thủy phân của clo tạo ra axit hypoclorit và axit clohiđric Clorua vôi được trộn với nước sạch đến lúc đạt đồng độ khoảng 10 đến 15% Sau

đó, được bơm định lượng bơm dung dịch Clorua vôi với liều lượng nhất định tới hòa trộn với nước thải

 Khử trùng nước thải bằng Iod

- Là chất khó hòa tan nên Iod được dùng ở dạng dung dịch bão hòa Độ hòa tan của

mg/l, nếu sử dụng cao hơn 1,2 mg/l sẽ làm cho nước thải có vị mùi Iod

 Khử trong nước bằng ozon

- Tác dụng diệt trùng xảy ra mạnh khi ozon đã hòa tan đủ liều lượng, mạnh và nhanh gấp 3.100 lần so với Clo Thời gian khử trùng xảy ra khoảng từ 3 - 8 giây Lượng Ozon cần để khử trùng nước thải từ 0,2 đến 0,5 mg/l, tùy thuộc vào chất lượng nước, cường độ khuấy trộn và thời gian tiếp xúc (thường thời gian tiếp xúc cần thiết là 4 - 8 phút)

 Khử trùng bằng tia tử ngoại

- Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước, các tia cực tím phát

ra sẽ tác dụng lên các phần tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và làmmất khả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt Hiệu quả khử trùng cao khitrong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng Sử dụng tia cực tím để khửtrùng không làm thay đổi mùi vị của nước

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỦA TRẠM VÀ ĐỀ XUẤT

PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 4.1 Tính toán công suất của trạm xử lý

4.1.1 Tính toán dân số

- Niên hạn thiết kế: t = 20 năm

- Tỉ lệ gia tăng dân số: r = 0.89% /năm

 Vậy dân số sau 20 năm được tính theo công thức:

Thông số Kí hiệu Đơn vị tính toán Giá trị

Lưu lượng lớn nhất giây Q s max sh m3/s 0.106

Hiệu suất cần đạt

Bảng 3 Thông số thiết kế (Từ giáo viên đưa ra)

- Căn cứ vào thông số chất lượng nước thải đầu vào và yêu cầu chất lượng nước sau

xử lý (TCVN 6772:2000) ta tính toán được mức độ cần thiết xử lý như sau:

 Mức độ cần thiết xử lý theo chất lơ lửng (SS):

+ m = 50 mg/l: Hàm lượng chất lơ lửng sau xử lý cho phép xả vào nguồn.

 Mức độ cần thiết xử lý theo BOD5:

D=C tc −m

C tc × 100 %=200−30

200 ×100 %=85 %

- Trong đó:

 Mức độ cần thiết xử lý theo COD:

D=C tc −m

C tc × 100 %=246−50

246 ×100 %=79.7 %

- Trong đó:

+ m = 50 mg/l: Hàm lượng COD sau xử lý cho phép xả vào nguồn

4.2.2 Thống kê thông số sau khi qua các bể

Thông số Đầu vào Công trình Hiệu suất(%) Sau xử lý

Song chắn rácthô

N 8 - 8

Bảng 4 So sánh chất lượng nước thải sau xử lý với TCVN 6772:2000

Thông số Nước thải sau xử lý Mức I TCVN 6772:2000

4.2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

- Xử lý sơ bộ: Nước thải từ hệ thống thoát nước thành phố được thu gom về nhà máy Sau đó nước được dẫn qua hệ thống song chắn rác giữ lại những loại rác thải dạng rắn, thô, rác thải có kích thước bé còn sót lại làm ảnh hưởng đến các công trình phía sau xuất hiện trong quá trình sản xuất, sinh hoạt hoặc các loại túi nylon, giấy, cỏ cây, bao bì, hộp đựng,… rơi vào dòng chảy nước thải nhằm tránh sự tắc nghẽn đường ống dẫn nước, làm hư hỏng máy bơm, gây khó khăn cho các quá trình

xử lý kế tiếp Rác được thu gom và đem đi xử lý

- Nước thải sau khi qua song chắn rác được dẫn tới hố thu gom để tập trung nước thải sau khi lược rác

- Sau đó, nước thải sẽ được dẫn vào bể lắng cát Những hạt cát có kích thước lớn sẽ được lắng xuống đáy Khi cát tích tụ nhiều sẽ được hút đi và đưa ra làm ráo nước tại

sân phơi cát Cát khô sau khi phơi sẽ được xe thu gom định kì Nước sau khi lắng tại bể lắng cát và nước rút từ sân phơi cát sẽ được dẫn vào đầu bể điều hòa.

- Nước thải từ hố thu dẫn qua bể điều hòa bơm chìm

- Nước thải tiếp tục được chảy qua bể điều hòa với mục đích điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất giúp cho công trình phía sau làm việc ổn định, khắc phục sự cố vận hành do dao động về nồng độ và lưu lượng Đồng thời hệ thống phân phối khí

sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện thể tích bể ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu

- Nước từ bể điều hòa được bơm vào bể Aerotank

- Xử lý sinh học: Bể Aerotank là công trình xử lý sinh học quan trọng nhất của hệ

P sẽ được xử lý đáng kể Oxy (không khí) được cấp vào bể Aerotank bằng các máy thổi khí và hệ thống phân phối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn

10 µm Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: Cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếukhí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và cacbonic, nitơ hữu cơ và amonia

vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý; giải phóng các khí ức chế quá trình sống của vi sinh vật, các khí này sinh ra trong quá trình vi sinh vật phân giải các chất ô nhiễm; tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật

- Nước thải sau khi xử lý sinh học có mang theo bùn hoạt tính cần phải loại bỏ nên được chảy qua bể lắng ly tâm, nhiệm vụ của bể lắng ly tâm là giữ các màng vi sinh vật lại bể dưới dạng cặn lắng Tại đây, nước thải được phân phối vào ống trung tâm

và đi theo hướng từ dưới lên, phần bùn lắng được ở đáy bể sẽ bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm đảm bảo hàm lượng bùn trong bể luôn ổn định (cung cấp thêm vi sinh, chất dinh dưỡng), phần bùn dư sẽ được bơm về bể nén bùn nhằm giảm thể tíchbùn và độ ẩm Tiếp theo, bùn được vận chuyển sang máy ép bùn để làm giảm tối đa lượng nước trong bùn, sau đó sẽ được vận chuyển đến nơi xử lý

- Khử trùng: Nước trong sau khi lắng dâng lên trên đi qua ống thu nước chảy sang

liên tục bằng bơm định lượng Sau thời gian tiếp xúc cần thiết, hầu hết các vi khuẩn gây bệnh trong nước sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn, đảm bảo an toàn cho nước thải về mặt

vi sinh trước khi xả vào nguồn tiếp nhận Nước sau xử lý đảm bảo đạt giá trị Mức I TCVN 6772:2000 sẽ được xả vào nguồn tiếp nhận

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

5.1 Tính toán công trình đơn vị

)

- Trong đó:

+ v: Vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác, 0.7 - 1 (m/s)