Tiểu Luận Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8000 dân

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP BÀI TẬP NHÓM – CHUYÊN ĐỀ 7 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ MỚI QUI MÔ 8000 DÂN GVHD : GS.TS. Lâm Minh Triết LỚP : CAO HỌC QLMTK2010 HVTH : Hoàng Nguyễn Lịch Sa Nguyễn Thị Hải Uyên Phạm Thành Tâm Tp.HCM, tháng 11 năm 2011 MỤC LỤC 1. ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ MỚI 4 2. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 5 2.1 Lưu lượng nước thải 5 2.2 Chất lượng nước thải đầu vào 5 2.3 Chất lượng nước thải đầu ra 6 2.4 Đề xuất qui trình công nghệ 6 3. NHIỆM VỤ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 9 3.1 Bể tiếp nhận 9 3.2 Lược rác tinh và bể tách dầu mỡ 9 3.3 Bể điều hòa 9 3.4 Bể phản ứng sinh học từng bể SBR (Sequencing batch reactor) 10 3.5 Cụm bể phản ứng (xử lý hóa lý) 13 3.6 Bể lắng thứ cấp 13 3.7 Bể khử trùng 13 3.8 Bể chứa bùn 13 3.9 Máy ép bùn dây đai 14 4. NHỮNG ƯU ĐIỂM VƯỢT TRỘI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 15 5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 16 5.1 Hiệu suất xử lý 16 5.2 Bể tiếp nhận 16 5.3 Bể tách dầu 17 5.4 Bể điều hòa 17 5.5 Bể phản ứng sinh học từng mẻ 18 5.6 Cụm bể phản ứng 19 5.7 Bể lắng thứ cấp 20 5.8 Bể khử trùng 21 5.9 Bể chứa bùn 21 Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -4- 1. ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ MỚI Nước thải khu đô thị mới chủ yếu là nước thải sinh hoạt, nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở,… Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy, dầu mỡ, chất tẩy rửa, ngoài ra còn chứa các thành phần vô cơ, vi sinh vật và các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán. Tính chất đặc trưng của nước thải đặc trưng của khu đô thị mới như sau STT Thông số Đơn vị Giá trị 1. pH 5 - 9 2. BOD5 (20 0C) mg/l 200 - 300 3. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 150 – 220 4. Amoni (tính theo N) mg/l 10 - 20 5. Nitrat (NO3-)(tính theo N) mg/l 50 - 100 6. Dầu mỡ động, thực vật mg/l 20 - 50 7. Phosphat (PO4 3- ) mg/l 15 - 30 8. Tổng Coliforms MPN100 ml 10 6 – 10 9 Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -5- 2. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ Theo yêu cầu của chuyên đề: - Công nghệ sử dụng bể bùn hoạt tính từng mẻ ( SBR ) - Hiệu quả xử lý đầu ra đạt đối với nguồn nước loại A theo QCVN 14 : 2008/BTNMT - Khu đô thị qui mô 8000 dân 2.1 Lưu lượng nước thải - Theo số liệu như chuyên cho ở trên, lưu lượng nước thải được tính toán cho công trình như sau: Tính toán các thông số thiết kế Đơn vị Giá trị Tổng dân số người 8000 Tiêu chuẩn cấp nước lit/người/ng đêm 350 Tổng lượng nước cấp tiêu thụ m3/ng đêm 2800 Lượng nước thải về trạm xử lý tập trung m3/ng đêm 2380 Hệ số an toàn thiết kế 1.13 Công suất thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung m3/ng đêm 2700 2.2 Chất lượng nước thải đầu vào - Nước thải đầu vào tương ứng với giá trị đặc trưng của nước thải sinh hoạt khu đô thị mới như bảng sau. STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH 5 - 9 2 BOD5 (20 0C) mg/l 300 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 220 4 Amoni (tính theo N) mg/l 20 5 Nitrat (NO3-)(tính theo N) mg/l 60 6 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 30 7 Phosphat (PO4 3- ) mg/l 20 8 Tổng Coliforms MPN100 ml 10 6 – 10 9 Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -6- 2.3 Chất lượng nước thải đầu ra Nước thải đầu ra đạt đối với nguồn nước loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT như bảng sau STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 pH 5 - 9 2 BOD5 (20 0C) mg/l 30 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 4 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 5 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 1.0 6 Amoni (tính theo N) mg/l 5 7 Nitrat (NO3-)(tính theo N) mg/l 30 8 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 10 9 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/l 5 10 Phosphat (PO43-) mg/l 6 11 Tổng Coliforms MPN100 ml 3.000 2.4 Đề xuất qui trình công nghệ - Để lựa chọn công nghệ xử lý hiệu quả nhất cho mức đầu tư thấp nhất luôn luôn phụ thuộc vào những yếu tố sau đây:  Loại nước thải  Lưu lượng vào hàng ngày.  Nồng độ chất ô nhiễm đầu vào.  Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý. - Dựa vào Tính thích hợp về kinh tế kỹ thuật của phương pháp xử lý, ưu và nhược điểm của từng công trình đơn vị xử lý. Phương án lựa chọn công nghệ kết hợp xử lý hóa lý và sinh học bằng công nghệ bể phản ứng sinh học từng mẻ (SBR) Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -7- Đường nước Đường bùn Đường khí Đường hóa chất Polimer Bùn đáy Dầu mỡ bể mặt được thu gom về bể gom dầu mỡ Máy thổi khí Bể tiếp nhận Bể tách dầu tank Bể lắng thứ cấp Bể điều hòa Bể nén bùn Nư ớc dư Nước thải vào Hoá chất chỉnh pH Máy thổi khí Hóa chất keo tụ tạo bông Cụm bể phản ứng Máy thối khí Bể SBR B Bể SBR A Máy thối khí Song chắn rác Song chắn rác tinh Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -8- Bùn khô Chlorine Bể khử trùng Nước thải sau xử lý đạt loại A, QCVN 14 : 2008/BTNMT Máy ép bùn Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -9- 3. NHIỆM VỤ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1 Bể tiếp nhận - Nước thải từ các khu dân cư sau sẽ theo hệ thống cống dẫn đến bể tiếp nhận. Tại bể tiếp nhận, đặt giỏ song chắn rác 10mm để loại bỏ các loại rác có kích thước lớn hơn 10mm. - Thiết bị này có các ưu điểm sau:  Ngăn chặn sự mài mòn động cơ bơm tại các chu trình xử lý đơn vị tiếp theo.  Ngăn chặn các chất lạ trong bể xử lý sinh học mà có thể gây kết tụ thành các chất rắn nổi trong bể sinh học dẫn đến hệ thống xử lý kém hiệu quả. - Trong bể đặt bơm chìm để bơm nước thải đến bể tách dầu. 3.2 Lược rác tinh và bể tách dầu mỡ - Trước khi đến bể tách dầu, nước thải được cho qua trống lược rác tinh 2mm để lọai bỏ các loại chất rắn có kích thước lớn hơn 2mm. Thiết bị tách rác hoạt động liên tục và rác được đưa vào thùng chứa rác. Lượng rác này được định kỳ thu gom và xử lý, nước thải tự chảy vào bể tách dầu mỡ. - Dầu mỡ là một yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học, nên cần phải loại bỏ dầu mỡ có trong nước thải trước khi vào các hạng mục công trình phía sau. - Bể tách dầu hoạt động dựa vào nguyên tắc trọng lực, dầu mỡ nổi trên mặt nhờ có trọng lượng nhẹ hơn nước và được cào vào máng thu rơi xuống thùng chứa dầu, cặn lắng được tách một phần lắng xuống đáy bể và được bơm đến bể chứa bùn. Dầu thu được được xử lý theo định kỳ. 3.3 Bể điều hòa - Vì đặc tính tối ưu của hệ thống xử lý, bể điều hòa không thể thiếu trong công nghệ xử lý nước thải. Bể sẽ điều hòa dòng lưu lượng xuyên suốt trạm xử lý, giảm đáng kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau. Trong suốt giờ cao điểm, lưu lượng dư sẽ đuợc giữ lại trong bể điều hòa. Hơn nữa, bể điều hòa còn có một số thuận lợi như:  Cân bằng lưu lượng để sự biến động lưu lượng nhỏ nhất.  Cân bằng tải lượng các chất. Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -10-  Đảm bảo tính liên tục cho hệ thống.  Kiểm soát các chất có độc tính cao. - Máy thổi khí được sử dụng để điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ của nước thải. Bể này còn có vai trò như bể chứa khi hệ thống dừng lại để sửa chữa hoặc bảo trì. - Bơm chìm được sử dụng để bơm nước thải đến bể sinh học từng mẻ SBR. Thiết bị đo lưu lượng được lắp đặt trên đường ống bơm để xác định lượng nước thải đi vào hệ thống theo ngày và theo giờ. 3.4 Bể phản ứng sinh học từng bể SBR (Sequencing batch reactor) - Nước thải các chất hữu cơ hòa tan và các chất rắn lơ lửng, sẽ tiếp tục chảy đến bể phản ứng sinh học từng mẻ. SBR là dạng bể bùn họat tính hiếu khí kết hợp thiếu từng đoạn nên có khả năng xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa và khử NO 3 - thành N 2 . - Quá trình khử nitơ: bao gồm 2 quá trình, nitrate hóa và khử nitrate.  Quá trình nitrate hóa: NH 3 NO 2 NO 3  Quá trình khử nitrate: NO 3 NO 2 NON 2 ON 2 - Quy trình phản ứng từng mẻ liên tục là quy trình tuần hoàn với chu kỳ thời gian sinh trưởng gián đoạn mà khả năng thích ứng với một sự đa dạng của quá trình bùn hoạt tính – như là khuấy trộn hoàn chỉnh theo lối thông thường, tháo lưu lượng, tiếp xúc ổn định và các chu trình sục khí kéo dài. Mỗi bể SBR một chu kỳ tuần hoàn bao gồm “LÀM ĐẦY”, “SỤC KHÍ”, “LẮNG”, và “CHẮT”. Phản ứng bể SBR không phụ thuộc đơn vị xử lý khác và rất thường xuyên chúng hoạt động liên tục trong chu trình đem lại nhiều lợi ích kinh tế như:  Kết cấu đơn giản và bền hơn.  Hoạt động dễ dàng và giảm đòi hỏi sức người.  Thiết kế chắc chắn.  Có thể lắp đặt từng phần và dễ dàng mở rộng thêm.  Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao.  Cạnh tranh giá cài đặt và vận hành.  Khả năng khử được Nitơ và Photpho cao. [...]... đem đi xử lý chất thải rắn Nước sau khi ép sẽ được dẫn về bể tiếp nhận -14- Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân 4 NHỮNG ƯU ĐIỂM VƯỢT TRỘI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI  Kết hợp giữa phương pháp hóa lý và sinh học Hai phương pháp này bổ trợ cho nhau trong việc xử lý nước thải  Dễ dàng mở rộng quy mô trong tương lai  Với tính chất nước thải của khu công nghiệp,... báo cáo về hoạt động của thiết bị và hệ thống theo từng ngày  Bùn thải thấp nên giảm chi phí quản lý xử lý bùn thải  Diện tích sử dụng đạt theo yêu cầu mong đợi -15- Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5 5.1 Hiệu suất xử lý Ite m Item pH 2 BOD5 (20 0C) 4 5 6 7 8 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Amoni (tính theo N) Nitrat... Lưu lượng giờ lớn nhất Thời gian lưu Thể tích cần Xử lý hóa lý + lắng 2 mg % /l Khử trùng mg/ l 59 % 30 0 % 50 0 % 5 0 % 30 0 % 10 0 % 6 0 3,00 % 0 0 % 10 0 % Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân Tần suất bơm Chiều rộng Chiều dài Chiều sâu mực nước Chiều sâu cống vào Tổng chiều cao bể b Thiết bị Bơm nước thải Công suất Cột áp Số lượng 5.3 lần/ngày m m 4.0 4.0... ép bùn, nước trong bề mặt bể sẽ được dẫn về bể tiếp nhận -13- Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân - Khí được cấp vào bể chứa bùn bằng máy thổi khí để khử mùi và tạo điều kiện khu y trộn đều đông thời tiếp tục quá trình phân hủy sinh học để giảm thể tích bùn 3.9 Máy ép bùn dây đai - Bùn sau khi nén ở bể chứa bùn sẽ được bơm đến máy ép bùn để phân riêng nước và... + Khu y trộn chìm Sục khí + Khu y trộn chìm Lắng Chắt nước Làm đầy Làm đầy + Sục khí Làm đầy + Sục khí Làm đầy + Khu y trộn chìm Sục khí + Khu y trộn chìm Sục khí + Khu y trộn chìm Lắng Chắt nước Làm đầy Làm đầy + Sục khí Làm đầy + Sục khí Làm đầy + Khu y trộn chìm Sục khí + Khu y trộn chìm Sục khí + Khu y trộn chìm Lắng Chắt nước Làm đầy Làm đầy + Sục khí Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải. .. nước ngắn  Không cần bảo trì thường xuyên  Không sử dụng điện, hơi, hay thủy lực  Lựa chọn máng chắt nước phù hợp với mức nước tháo thay đổi -11- Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân  Không cần cơ cấu nâng và điều khiển khi nó vẫn giữ nổi vững trong nước - Chu trình hoạt động tuần hoàn được chọn chọn cho bể SBR như sau:  Số bể SBR  Số mẻ/ bể / ngày :3... -18- 944.70 9.00 31.75 Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân Chiều sâu Chiều cao an toàn Tổng chiều cao bể Thể tích chứa nước thực Thời gian sục khí MLSS Khối lượng MLSS/mẻ Bùn sinh ra Kiểm tra thời gian lưu bùn Lưu lượng bùn dư Thể tích bùn b Thiết bị Máy thổi khí Công suất Cột áp Số lượng (2duty, 1stdby) Bơm bùn về bể chứa bùn Công suất Cột áp Số lượng 5.6... 0.50 5.50 2.40 1,234 122.8 31 9.00 1.00 Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân THÔNG SỐ Giàn gạt bùn 5.8 ĐƠN VỊ bộ Bể khử trùng THÔNG SỐ a Kích thước Lưu lượng Lưu lượng giờ trung bình Thời gian lưu nước Thể tích cần Chiều rộng Chiều dài Chiều sâu mực nước Chiều cao an toàn Tổng chiều cao bể b Thiết bị Bơm hóa chất Công suất Cột áp Số lượng 5.9 GIÁ TRỊ 1.00 ĐƠN... đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân Thời gian (h) 23 24 Bể SBR A Bể SBR B chìm Lắng Chắt nước Làm đầy + Sục khí Làm đầy + Khu y trộn chìm - Bởi thao tác thời gian tuần hoàn như trên, bể phản ứng SBR thêm nhiều hiệu quả xử lý BOD, Ammonia, Nitơ và các chất khác 3.5 Cụm bể phản ứng (xử lý hóa lý) - Nước thải sau khi qua bể xử lý sinh học, sẽ được bơm vào ngăn hóa chất... trung bình Thời gian lưu nước Thể tích cần Chiều rộng Chiều dài Chiều sâu mực nứơc Chiều cao an toàn Tổng chiều cao bể -19- ĐƠN VỊ VALUE m3/ngày m3/h phút m3 m m m m m 2,700.0 112.5 13.0 24.4 2.0 2.4 2.5 0.5 3.0 Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân Số bể b Kích thước ngăn tạo bông Lưu lượng m3/ngày Lưu lượng giờ trung bình m3/h Thời gian lưu nước phút Thể tích cần . 21 Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -4- 1. ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ MỚI Nước thải khu đô thị mới chủ yếu là nước thải sinh hoạt, nước thải. VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP BÀI TẬP NHÓM – CHUYÊN ĐỀ 7 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ MỚI QUI MÔ 8000 DÂN . Chuyên đề 7: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải khu đô thị mới qui mô 8.000 dân -9- 3. NHIỆM VỤ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1 Bể tiếp nhận - Nước thải từ các khu dân cư