1. ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT Nước thải sinh hoạt ( NTSH ) là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt cộng đồng như : tắm, giặt, vệ sinh cá nhân…. Được thải ra từ các cơ quan, trường học, bệnh viện….Lượng NTSH của dân cư phụ thuộc vào dân số và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Thành phần của NTSH gồm 2 loại: NT nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh. NT nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt. NTSH chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra có các thành phần vô cơ, vsv và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong NTSH bao gồm các hợp chất như: protein ( 40 - 50% ), hydratcacbon ( 40 - 50% ), chất béo ( 5 - 10% ), nồng độ chất hữu cơ trong NTSH dao động trong khoảng 150 - 450mg/l. Lượng NTSH dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và các thói quen của người dân, có thể tính bằng 80% lượng nước được cấp. NTSH có thành phần với các giá trị sau: BOD 5 ( 45 – 54g/người.ngày ), COD ( 72 – 102g/người.ngày ), SS ( 70 – 145 ), dầu mỡ ( 10 – 30 ), tổng nito ( 6 – 12 ), amoni ( 2,4 – 4,8 ), tổng phospho ( 0,8 – 4 ), tổng coliform ( 10 6 - 10 9 ). 2. ĐIỀU KIỆN ĐƯA NT VÀO XỬ LÝ SINH HỌC Các loại NTSH, nước thải đô thị, nước thải một số nghành công nghiệp có chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan gồm hydratcacbon, protein, và các hợp chất chứa nito phân hủy từ protein, các dạng chất béo….cùng với một số chất vô cơ như: ammoniac, sulfite, hợp chất nito… nên phương pháp xử lý sinh học NT dựa trên cơ sơ hoạt động cửa vsv để phân hủy các hợp chất hữu cơ nhiễm bẩn nước. NT đưa vào ko có chất độc làm chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ vsv trong NT, phải chú ý đến hàm lượng các kim loại nặng và mức độc hại của các kim loại này theo thứ tự sau: Sb > Ag > Cu > Hg > Co >= Ni >= Pb > Cr +3 > V >= Cd > Zn > Fe. Nồng độ của muối kim loại này nếu vượt quá nồng độ cho phép thì làm cho các vsv ko thể sinh trưởng và có thể bị chết. Trong trường hợp NT chứa nhiều hợp chất độc hại thì tính toán dựa vào chất có mức độ độc chất. Chất hữu cơ trong NT phải là chất dinh dưỡng nguồn cacbon và năng lượng cho vsv. NT đưa vào xử lý sinh học có 2 thông số đặc trưng là COD và BOD tỉ lệ giữa chúng COD/BOD <= 2 hoặc BOD/COD >= 0,5 mới có thể đưa vào xử lý sinh học. Người ta chia vsv phân hủy các hợp chất hữu cơ bền vững thành 3 nhóm sau: Nhóm vsv phân hủy các hợp chất mạch hở như ancol mạch thẳng, aldehyt, acid. Nhóm vsv phân hủy các hợp chất thơm như: benzene, toluen, phenol… Nhóm vsv phân hủy dãy polymetyl, paraffin…của dầu mỏ. 3. PHÂN LOẠI BỂ LẮNG CÁT Bể lắng cát ( BLC ) nhằm loại bỏ cát, đá dăm, các loại xỉ khỏi NT và được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Có 4 loại BLC sau: BLC ngang: có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể, bể có tiết diện hình chữ nhật thường có hồ thu đặt ở đầu bể. BL đứng: dòng nước chảy từ dưới lên trên theo thân bể, nước được dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể, chế độ chảy khá phức tạp nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục vừa tịnh tiến đi lên trong khi đó các hạt các dồn về trung tâm và rơi xuống đáy. BLC tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, NT được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. BLC làm thoáng: để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu quả xử lý, người ta lắp vào BLC thông thường 1 dàn thiết bị phun khí, dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với một vận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ chỉ có cát và các phân tử nặng có thể lắng. 4. ĐẶC ĐIỂM CỦA BỂ AROTEN TRUYỀN THỐNG NT → bể lắng 1 → bể lắng aroten → bể lắng 2 → Nước ra. NT sau lắng 1 được trộn với bùn hoạt tính hồi lưu ở ngay đầu bể aroten, hồi lưu so với NT có độ nhiễm trung bình khoảng 20 – 30%, dung tích bể tính toán sao cho khi dùng khí nén sục khối nước trong bể sau 6 – 8h hoặc làm thoáng bề mặt khuấy cơ học trong 9 – 12h đã đảm bảo hiệu suất xử lý tới 80 – 95%. Dùng để xử lý NT có BOD < 400mg/l, lượng khí cấp cho aroten làm việc 55 – 65m 3 không khí cho 1kg BOD, thể tích bùn 50 – 150ml/g, tuổi của bùn 3 – 15 ngày. Aroten này cần có ngăn trong bể hoặc ngoài bể để hoạt hóa bùn hoạt tính, ngăn hay bể phục hồi hoạt tính còn được gọi là ngăn tái sinh, nồng độ bùn sau khi phục hồi đạt tới 7 – 8g/l. 5. ĐẶC ĐIỂM BỂ KEO TỤ KIỂU VÁCH NGĂN Dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng nước, bể có hình chữ nhật bên trong có các vách ngăn hướng dòng nước chuyển động zic-zăc theo phương nằm ngang hoặc phương thẳng đứng. phía sau đầu bể pư có 1 ngăn cho nước chảy thẳng vào bể lắng ngang khi cần sửa chữa bể pư hay khi ko cần keo tụ. Số lượng vách ngăn được tính theo 2 chỉ tiêu: Dung tích bể phụ thuộc vào thời gian lưu nước và tốc độ chuyển động của dòng nước giữa 2 vách ngăn. Thời gian lưu nước trong bể là 20 phút khi xử lý nước đục và 30 – 40 phút khi xử lý nước có màu. Tốc độ chuyển động của dòng nước giảm dần từ 0,3m/s ở đầu bể xuống 0,1m/s ở cuối bể, chiều sâu trung bình của bể là 2 – 3m, độ dốc đáy bể là 0,02 – 0,03 để xả cặn, bể có vách ngăn ngang, công suất ≥ 30000m 3 /ngày. Khoảng cách giữa các vách ngăn ko được nhỏ hơn 0,7m nếu bể có vách ngăn ngang và có thể nhỏ hơn 0,7m đối với bể có vách ngăn thẳng đứng. Ưu điểm: đơn giản trong xây dựng và quản lý vận hành Nhược điểm: khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và bể có đủ chiều cao thỏa mãn tổn thất áp lực trong toàn bể. 6. ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP DIỆT KHUẨN BẰNG CLO Clo và các chất chứa clo hoạt tính là chất oxh phổ biến nhất. Được dùng để làm sạch nước khỏi các hợp chất metyl, lưu huỳnh, các phenol, xianua…khi cho clo vào nước sẽ xảy ra các pư sau: Cl 2 + H 2 0 → HOCl + HCl HOCl ↔ H + + OCl − Tổng ( Cl 2 , HOCl, OCl − ) được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính có khả năng khử trùng rất mạnh, dùng để khử trùng nhưng chỉ có hiệu quả cao khi thực hiện trong môi trường pH thấp. Khi trong nước có mặt của NH 3 hoặc hợp chất chứa amoni thì chúng tác dụng với HOCl tạo thành các hợp chất cloamin theo các pư sau: NH 3 + HOCl → NH 2 Cl + H 2 0 NH 2 Cl + HOCl → NHCl 2 + H 2 0 NHCl 2 + HOCl → NCl 3 + H 2 0 Sản phẩm NHCl 2 , NH 2 Cl sinh ra phụ thuộc vào trị số của pH. Thông thường để đảm bảo cho quá trình khử trùng có hiệu quả thì người ta tính đến việc cho dư trong nước sau quá trình khử trùng. Sau đó khử lượng clo dư trong nước bằng các chất như: SO 2 , Na 2 SO 3 theo các pư sau: Cl 2 + SO 2 + 2H 2 0 → 2HCl + H 2 SO 4 Cl 2 + Na 2 SO 3 + H 2 0 → 2HCl + Na 2 SO 4 Khi trong nước có chứa phenol, nếu cho clo vào sẽ tạo clophenol gây ra mùi khó chịu nên phải tiến hành amoniac hóa trước khi khử trùng. Quá trình tách CN − ra khỏi nước được tiến hành ở môi trường kiềm ( pH = 9 ). CN − + 2OH − + Cl 2 → CNO − + 2Cl − + H 2 0 2CNO − + 4OH − + 3Cl 2 → 6Cl − + CO 2 + N 2 + 2H 2 0 Các nguồn cung cấp clo hoạt tính như: Ca(ClO) 2 lượng clo hoạt tính 20 – 25%. ClO 2 có tính khử trùng rất mạnh thường dùng để khử trùng nước có chứa phenol hoặc hàm lượng chất hữu cơ cao. NaClO có lượng clo hoạt tính 12% Ưu điểm: khử trùng rất mạnh. Nhược điểm: nước sau khi xử lý đôi khi có mùi của clo. 7. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG TUYỂN NỔI BẰNG KHÍ HÒA TAN a. Tuyển nổi bằng khí hòa tan theo phương pháp toàn dòng . Toàn bộ NT được khuấy trộn đều với hóa chất tại bể khuấy trộn, sau đó toàn bộ lượng NT được vào bình nén nén đến bão hòa rồi sau đó được bơm vào bể tuyển nổi. Nhược điểm: Làm vỡ bông keo tụ vì từ nơi áp suất cao đến nơi có áp suất thấp nên các khí dư sẽ chuyển thành bọt khí tạo động lực lớn sẽ phá vỡ bông keo. Số lượng bọt nhiều trong 1 thời gian ngắn đẩy bọt lên nhanh bề mặt nên bọt ko có khả năng va chạm với những hạt lơ lững có trong nước thải làm cho quá trình tuyển nổi đạt hiệu suất thấp. Tốn nhiều năng lượng để cung cấp cho bình nén. Sau quá trình nén ta dùng bơm để bơm nước vào bể tuyển nổi mà trong NT có lẫn tạp chất dễ gây tắt nghẽn bơm. b. Tuyển nổi bằng khí hòa tan theo phương pháp 1 phần dòng. NT được khuấy trộn đều với hóa chất tại bể khuấy trộn, sau đó được chia làm 2 phần. 1 phần được đưa vào bình nén nén đến bão hòa rồi dùng bơm bơm nước vào bể tuyển nổi. Phần còn lại được cho chảy trực tiếp vào bể tuyển nổi. Ưu điểm: khắc phục được 1 số nhược điểm của phương pháp toàn dòng như giảm được lượng khí dư và khả năng sinh khí ồ ạt, giảm năng lượng cung cấp cho bình nén nhưng vấn đề tắt nghẽn bơm vẫn còn c. Tuyển nổi bằng khí hòa tan theo phương pháp có hồi lưu. NT sau khi được khuấy trộn đều với hóa chất thì đưa trực tiếp qua bể tuyển nổi nhưng khoảng 20 – 30% lượng nước này sẽ được hồi lưu đưa vào bình nén nén đến bão hòa rồi sau đó dùng bơm bơm nước vào bể tuyển nổi Ưu điểm: Giảm được khí dư và khả năng sinh ra khí ồ ạt. Giảm được năng lượng cung cấp cho bình nén. Hạn chế được tắt nghẽn bơm. Nhược điểm: Ta phải tăng thể tích bể tuyển nổi sao cho phù hợp với lưu lượng NT đi vào nhưng điều này liên quan đến vấn đề chi phí, quản lý, kỹ thuật phức tạp 8. ĐẶC ĐIỂM CỦA AO HỒ SINH HỌC Kị KHÍ Ao hồ kị khí ( AHKK ) là loại ao hồ sâu ( 2 – 6m ), ít có hoặc ko có điều kiện hiếu khí. Các vsv kị khí hoạt động ko cần oxi của không khí, chúng sử dụng oxi của các hợp chất như: nitrat, sulfat để oxh chất hữu cơ thành acid hữu cơ, rượu, khí và nước. AHKK dùng để lắng và phân hủy cặn lắng ở đáy, tiếp nhận những loại NT có độ nhiễm bẩn lớn, tải BOD cao và ko cần vai trò quang hợp của tảo. Nước thải lưu ở AHKK có mùi hôi khó chịu nên ko bố trí ở nơi gần khu dân cư và xí nghiệp chế biến thực phẩm. Thời gian lưu nước ở mùa hè từ 1,5 – 2 ngày còn mùa đông là 5 ngày. BOD trong hồ ở mùa hè có thể khử tới 66 – 80% và mùa đông có thể khử tới 45 – 65%. AHKK có 2 ngăn: 1 ngăn làm việc và 1 ngăn dự phòng khi vét bùn, cặn. Cửa dẫn nước vào AHKK nên đặt chìm đảm bảo cho việc phân phối cặn đồng đều để xử lý NT. Tùy theo yêu cầu xử lý mà có thể xây dựng 1 hệ thống gồm nhiều hồ. 9. SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ VÀ KỊ KHÍ a. Khác Ao hồ hiếu khí ( AHHK ) là loại ao nông ( 0,3 – 0,5m ), có quá trình oxh chất bẩn hữu cơ nhờ vsv hiếu khí. Có 2 loại hồ: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. Tảo phát triển mạnh thành 1 lớp dày rồi chết và tự phân hủy làm cho nước thiếu oxi hòa tan ảnh hưởng đến vsv hiếu khí. Tảo trong hồ rất mẫn cảm với độ độc của ion kim loại nên người ta dùng tảo làm chỉ thị mức độ nhiễm độc của các ion kim loại nặng trong nước. Ao hồ làm thoáng tự nhiên: Nhờ oxi không khí và ánh sáng mặt trời làm cho tảo quang hợp thải ra oxi. Tải BOD của hồ khoảng 250 – 300kg/ha.ngày. Thời gian lưu nước từ 3 – 12ngày. Nước lưu trong ao tương đối dài, hiệu quả làm sạch tới 80 – 95% BOD. Ao hồ nhân tạo: Oxi để cung cấp cho vsv hiếu khí trong nước nhờ vào thiết bị khuấy cơ học hoặc khí nén. Tải BOD của hồ là 400kg/ha.ngày. Thời gian lưu nước trong hồ từ 1 – 3ngày. Với sự phát triển của tảo làm cản trở sự phân tán các chất lơ lững. b. Giống Bảo dưỡng và vận hành: AHKK và AHHK cần phải loại bùn và tảo, thay nước và làm cỏ thường xuyên. Phân hủy các thành phần hữu cơ trong NT. Không yêu cầu kĩ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản, hiệu quả cũng khá cao. . 1. ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT Nước thải sinh hoạt ( NTSH ) là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt cộng đồng như : tắm, giặt, vệ sinh cá nhân…. Được thải ra. viện….Lượng NTSH của dân cư phụ thuộc vào dân số và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Thành phần của NTSH gồm 2 loại: NT nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh. NT nhiễm. tốc độ chuyển động của dòng nước giữa 2 vách ngăn. Thời gian lưu nước trong bể là 20 phút khi xử lý nước đục và 30 – 40 phút khi xử lý nước có màu. Tốc độ chuyển động của dòng nước giảm dần từ