Khóa luận: Tính toán thiết kế hệ thống xử lí nước thải khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao Tiến Hùng

Trang 1

CHƯƠNG 1: MO DAU

1.1 Tính cấp thiết của đề tai

Nguồn gốc mọi sự biến đổi về môi trường sống đang xảy ra hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta là các hoạt động kinh tế, phát triển của xã hội loài

người Các hoạt động này một mặt làm cải thiện chất lượng cuộc sống của con người, mặt khác lại đang tạo ra hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái môi trường khắp mọi nơi trên thế giới Vì vậy, bảo vệ môi trường trở thành vấn đề toàn cầu, là quốc sách của hầu hết các nước trên thế gidi

Việt Nam đang trong giai đoạn thực hiện cơng nghiệp hố, hiện dai hoá đất nước Là một nước có tiềm lực phát triển mạnh về nông nghiệp, đây là thế mạnh giúp phát triển kinh tế ngày một đi lên Không chỉ nền nông nghiệp chủ yếu bằng thủ công mà ngày nay việc phát triển các khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao đang là xu hướng phát triển chung của xã hội Không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế cao mà tận dụng triệt để nguồn tài nguyên có sẵn đồng thời đảm bảo quá trình sản xuất thân thiện với môi trường Tuy nhiên, ngành này cũng tạo ra một lượng lớn chất thải rắn, khí, lỏng là một trong những nguyên nhân gây

ra ô nhiễm môi trường chung của quốc gia

Do đặc điểm công nghệ của ngành, hoạt động chăn nuôi, giết mô đã sử dụng một lượng nước khá lớn trong quá trình sản xuất Vì vậy, ngành đã thải ra một lượng nước khá lớn cùng với các chất thải rắn, khí thái Đây cũng đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà quán lý môi trường Nước bị nhiễm bẩn sẽ ảnh hưởng đến con người và sự sống của các loài thuỷ sinh cũng như các loài động thực vật sống gần đó Vì vậy, việc nghiên cứu xử lý nước thải ngành chăn nuôi, giết mồ cũng như các ngành công nghiệp khác là một yêu cầu cấp thiết đặt ra không chỉ đối với những nhà làm công tác bảo vệ môi trường mà còn cho tất cả mọi người chúng ta

Trang 2

1.2 Mục đích nghiên cứu

Dựa trên những thông số của nước thải đầu vào, nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải mới trước khi xây dựng Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao Tiến Hùng, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải nước thải ra môi trường theo QCVN 24-2008/BTNMT - Cot A

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

e_ Tiềm hiểu về hoạt động của khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao

Tiến Hùng: thu thập tài liệu, số liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải trong ngành chăn nuôi, giết mồ

e_ Xác định đặc tính nước thải: lưu lượng, thành phần, tinh chất nước thải,

khả năng gây ô nhiễm, nguồn xã thải

e _ Lựa chọn thiết kế công nghệ và xây dựng kế hoạch quán ly vận hành công trình xử lý nước thải

1.4 Phương pháp nghiên cứu

e _ Tổng hợp, phân tích những tài liệu, số liệu thu thập được

e_ Đề xuất công nghệ xử lý e_ Tính tốn các cơng trình đơn vị

e Phan tich kha thi

1.5 Kết quá đạt được của đề tài

e_ Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải Khu nông nghiệp

e Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho người dân cũng như Ban quản lý Khu nông nghiệp

Trang 3

1.6 Kết cấu cúa khóa luận tốt nghiệp Chương 1: Mở dau

Chương 2: Tông quan về khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao Tiến Hùng

Chương 3: Tổng quan về các phương pháp xử lí nước thải

Chương 4: Nội dung thiết kế công nghệ - thiết bị trạm xử lí nước thải

Chương5: Tính toán - thiết kế các công trình

Chương 6 Dự toán giá thành — chi phí xử lí nước thải

Chương 7: Kết luận — kién nghị

Trang 4

CHƯƠNG 2: TONG QUAN VỀ KHU NÔNG NGHIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAO TIÊN HÙNG

2.1 Giới thiệu chung về dự án KNNUDCNC Tiến Hùng 2.1.1 Mô tả tóm tắt dự án 2.1.1.1 Tên dự án Đầu tư xây dựng khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao — Tiến Hùng, quy mô 875 165 mˆ Địa điểm thực hiện dự án: xã Hiếu Liêm, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương 2.1.1.2 Chủ đâu tư dự án

Công ty TNHH thương mại — sản xuất Tiến Hùng

Địa chỉ trụ sở chính: 150 — 152 Ngô Quyền, phường 5, quận 10, Tp Hồ Chí Minh

Đại diện: Ông Lê Việt Hùng Chức vụ: Tổng Giám Đốc

Giấy chứng nhận đăng kí kinh doanh công ty trách nhiệm hữu hạn có hai thành viên trở lên số 052887 do phòng đăng kí kinh doanh thuộc Sở kế hoạch

đầu tư Thành phố Hồ Chí Minh chứng nhận đăng kí lần đầu ngày 12/03/1994 và đăng kí thay đổi lần thứ 20 ngày 09/07/2009

2.1.1.3 Vị trí địa lí và hiện trạng của dự án

«Vị trí địa lí

Dự án “ Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao — Tiến Hùng” quy mô

875 165 m”, Công ty TNHH TM - SX Tiến Hùng được xây dựng tại Ấp Cây

Dừng, xã Hiếu Liêm, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương

Tổng diện tích khu đất thực hiện dự án là 902 637 mỶ trong đó diện tích quy hoạch của dự án là 875 165 mỶ, diện tích đất hành lang bảo vệ đường bộ nằm ngoài dự án 1a 27 472 m’

Trang 5

Giao thông

Giao thông của khu vực này có tuyến đường chính của tỉnh là đường ĐT

746 và tuyến đường ĐH 415

Cáp nước

Hiện tại chưa có hệ thống cấp nước cho khu vực quy hoạch vì vậy hoạt

động của dự án sẽ sử dụng nguồn nước ngầm Kết quả khảo sát cho thấy tầng 3

(70m — 90m) cho lượng nước rất tốt phục vụ cho nông nghiệp và đáp ứng việc lập giếng khoan với lưu lượng trên 30m/h/giếng

Thoát nước thải

Hiện nay có 1 ống thoát nước cơ bản tại phía Đông của dự án đã có tuyến

thoát nước dài khoảng 800m, thoát nước dẫn ra suối Cầu và chưa có thiết kệ hệ thống thoát nước thải riêng Nước thải một số hộ dân khu vực lân cận đều do tự

thấm Tuy nhiên, nước thải của dự án sẽ được thiết kế hệ thống xử lí, sau đó xin phép nối đấu vào hệ thống thoát nước của khu vực cho thoát ra suối Cầu và cuối cùng chảy ra sông Bé

Hiện trạng môi trường

Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao — Tiến Hùng có địa hình tương đối bằng phẳng Đất hiện tại chủ yếu là trồng hoa màu và cây cao su Vì thế mà rất thuận lợi cho việc xây dựng khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao

Không có đền chùa cũng như các di tích lịch sử văn hoá tại khu vực của dự án

Không có quy hoạch khai thác khoáng sản trong khu vực của dự án Không có các loài động thực vật quý hiếm trong khu vực dự án Hiện trạng khu đất dự án đính kèm phụ lục

2 1.1.4 Nội dung chủ yếu của dự án e_ Mục tiêu đầu tư

Nhằm xây dựng một khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao có hệ thống hạ tầng đồng bộ hoàn chỉnh

Trang 6

Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao — Tiến Hùng có các chức năng như:

Khu điều hành nghiên cứu ứng dụng thực nghiệm, phục vụ nghiên cứu trong kinh doanh, khu chăn nuôi gà; khu chăn nuôi heo; khu chế biến gia súc gia cam tap trung; khu trồng cây nguyên liệu và cây xanh,

e Vốn đầu tư

Tổng mức vốn đầu tư cho dự án là 228 438 793 150 VND

e - Quy hoạch mặt bằng tông thể khu nông nghiệp STT Khu chức năng Điện fen THR (m) (%)

1 | Khu diéu hanh nghién ciru tng dụng thực nghiệm | 55 073.74 6.29 Khu chăn; giêt mô; chê biên; trông cây; nguyên 508 696,8 6841 liệu

Khu giết mồ gia súc gia cam 56 112.85 6.41

° Khu chăn nuôi gà 311 849.13 35.63

Khu chan nudi heo 165 381.39 18.9

Khu trồng cây nguyên liệu 65 353.43 7.47

3 | Dat hạ tầng kĩ thuật ( dùng đề xử lí chất thải) 56 112.85 1.69

4 | Dat cay xanh 126 781.89 | 15.33

5 | Dat giao thong 79 820.28 8.28

Tong cong 875 165 100

Dat hanh lang đường bộ 27 472

Bang 2.1: Co cấu sử dụng đất của các khu chức năng ¢ Quy trinh san xuat trong khu nông nghiệp

Quy trinh san xuat nông nghiệp của khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao Tiến Hùng

Thuyết mình quy trình công nghệ sản xuất của khu nông nghiệp

Trang 7

trồng thử nghiệm và trình diễn các loại cây nguyên liệu làm thức ăn cho gia súc, gia cầm Nguyên liệu này sẽ được qua sơ chế, chế biến thành thức ăn chăn nuôi phục vụ cho hoạt động chăn nuôi của dự án

Khu chăn nuôi gà: công ty Tiến Hùng sẽ hợp tác và nhận chuyền giao

công nghệ chăn nuôi tiến tiến từ công ty đối tác Đài Loan Dự kiến bó trí 32.2 ha

để chăn nuôi gà giống, gà lấy thịt và gà trứng Sản phẩm cung ứng ra thị trường gồm: gà giống, gà lấy thịt và gà trứng

Ngoài ra dự án bó trí 16.5 ha để làm khu chăn nuôi heo theo một quy trình khép kín từ việc chọn lọc và nuôi dưỡng heo giống, cho sinh sản heo con, phát triển heo thương phẩm, đồng thời tái chọn lọc heo giống Sản phẩm sẽ cung ứng thị trường gồm: heo con giống, heo thịt thương phẩm, thịt heo đã qua sơ chế

Khu giết mổ, khu chế biến: dự án bố trí 5.6 ha để xây dựng làm khu tập

trung chuyên giết mổ, phân loại, đóng gói và bảo quản thịt heo và thịt gà theo dây chuyền công nghệ hiện đại nhập từ EU, có cải tiến phù hợp già thành vật tư

của Việt Nam, tự động xử lí từ khâu giết mỏ, làm sạch lông đến bộ đồ lòng và

cho ra thịt sạch của gà và heo Nguồn nguyên liệu cho khu giết mô chế biến được cung cấp từ chính khu chăn nuôi của dự án và một phần từ các đối tác bên ngoài Khu hạ tầng kĩ thuật ( để xử lí nước thải) tổng diện tích khoảng 14 792.42 mỶ được bố trí tại tứng khu chức năng đề đảm bảo an toàn vệ sinh và bảo vệ môi trường, phòng chống dịch bệnh Nước thải sau khi xử lí đạt tiêu chuẩn B tại mỗi khu sẽ theo hệ thống cống dẫn tới khu vực xử lí tập trung để đạt tiêu chuẩn A trước khi thải ra ngoài

2.2 Điều kiện tự nhiên cúa huyện Tân Uyên

2.2.1 Điều kiện về địa lí và địa chất

2.2.1.1 Vi tri dia li

Xã Hiếu Liêm có diện tích tự nhiên là 4 538 ha và 2 390 nhân khẩu Địa giới hành chính xã Hiếu Liêm như sau:

Phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai

Phía tây giáp các xã Tân Thành, Đất Cuốc, Lạc An

Trang 8

2.2.1.2 Địa hình

Phía nam giáp xã Lạc An và tỉnh Đồng Nai Phía Bắc giáp xã Tân Định và tỉnh Đồng Nai

Khu vực quy hoạch thuộc huyện Tân Uyên có địa hình tương đối cao không bị ảnh hưởng ngập úng, cao độ lớn nhất là 65m và thấp nhất là 57m

2.2.2 Địa chất

Địa chất tại khu vực nói chung thuộc loại trung bình với sức chịu tải từ 1.1 đến 1.5 kg/cm’, rất thuận lợi cho việc xây dựng công trình

2.2.3 Hiện trạng môi trường nước

Hiện trạng môi trường nước mặt Suối Câu ( nguồn tiếp nhận nước thải) STT Thông số Donvi | Kết quả QCYVN 08:2008/BTNMT cot A 1 | pH - 6.7 6-8.5

2 | Oxy hoa tan (DO) mg/l 12 6

(Trung tâm tr vẫn công nghệ môi trường và an toàn vệ sinh lao động Trung tâm COSHET)

Trang 9

(Trung tâm tư vấn công nghệ môi trường và an toàn vệ sinh lao động Trung tam COSHET)

Bang 2.3: Két qua phan tich chất lượng nước ngầm

2.3 Điều kiện kinh tế xã hội

Xã Hiếu Liêm huyện Tân Uyên được thành lập theo nghị định 90/2004/NĐ-CP của chính phủ ngày 17/11/2004 về điều chỉnh địa giới hành chính, thành lập xã thuộc các huyện Tân Uyên, Dầu Tiếng, Phú Giáo tỉnh Bình Dương

Xã Hiếu Liêm hiện có 4 538 ha diện tích đất tự nhiên và 2 390 nhân khâu

trên cơ sở tách 2 311 ha diện tích đất tự nhiên và 1 113 nhân khẩu của xã An Lạc, 2 227 ha diện tích đất tự nhiên và I 277 nhân khẩu của xã Tân Định

e San xuat nông lâm nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Thanh Trúc

Trang 10

Tổng diện tích đất tự nhiên của toàn xã là 4 560.26 ha Trong đó, đất sản xuất nông, lâm nghiệp là 4 109.25 ha Bao gồm, đất trồng cây hàng năm 92.75

ha, đất trồng cây lâu năm là 3817.5 ha, đất trồng rừng 193 ha, đất nuôi trồng thuỷ

sản 6 ha

©_ Sản xuất nông nghiệp

Tổng diện tích gieo trồng mới là 197.5 ha đạt 53.4%

Trong đó tổng diện tích khoai mì là 89 ha, diện tích cây mía là 87 ha, diện tích cây cao su là 21.5 ha

e_ Về chăn nuôi — thú y

Tổng đàn gia súc hiện nay có 5 903 con trong đó trâu, bò, đê là 263 con, heo là 5648 con, tổng đàn gia cầm 10 186 con, trong đó gà 9 359 con, đàn vịt 827 con

« Về thương mại dịch vụ

Hiện nay trên toàn xã có 50 cơ sở sản xuất kinh doanh cá thể, chủ yếu hoạt động trên các lĩnh vực buôn bán lương thực, thực phẩm, bán hàng ăn uống, nước giải khát và hàng tiêu dùng

e Về công nghiệp

Hiện nay trên địa bàn xã có 3 doanh nghiệp, bao gồm Công ty sản xuất nhập khẩu tỉnh bột khoai mì Bình Dương, nhà máy chế biến mủ cao su Tân Thành và doanh nghiệm tư nhận Kim Trung chuyên mua bán phân bón, thuốc bảo vệ thực vật

2.3.2 Kết cầu hạ tầng 2.3.1.1 Giao thông

Giao thông khu vực này chưa đầu tư đồng bộ, ngoài hai trục đường chính dẫn vào khu công nghiệp là đường ĐT 746 và đường ĐH 415 Còn lại là những đường quanh co nằm trong khhu đất quy hoạch

2.3.1.2 Cấp nước

Trang 11

2.3.1.3 Thoát nước

Chưa xây dựng hoàn thiện hệ thống thoát nước chung Nước mưa của khu vực chủ yếu là tự thấm và chảy tràn

2.3.1.4 Hiện trạng cấp điện

Hiện tại có đường điện 22 KV đi ngang qua khu vực dự án 2.3.3 Văn hoá — xã hội

2.3.3.1 Yté

Tổ chức khám và chữa bệnh đạt 53%

Công tác tiêm chủng cho trẻ dưới 1 tuổi đạt 100%

Tỉ lệ trẻ suy đinh dưỡng chiếm 9.6%, giảm 1.03% so với cùng kỳ 2.3.3.2 Giáo dục

Tổ chức phô cập giáo dục đạt 100% về hoàn thành tốt nghiệp tiêu học

Trang 12

CHƯƠNG 3: TÔNG QUAN VỀ NƯỚC THÁI VÀ CÁC PHƯƠNG PHAP XỬ LÝ NƯỚC THÁI

3.1 Thành phần và tính chất nước thái

Nước thải theo đường ống dẫn từ các khu chức năng bao gồm các trại

chăn nuôi gà, heo và các khu giết mồ được dẫn về trạm xử lí nước thải tập trung 3.1.1 Nước thải chăn nuôi

e_ Các chất hữu cơ và vô cơ

Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 — 80% gồm

cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có

trong phân, thức ăn thừa Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy Các chất vơ cơ

chiếm 20 — 30% gồm cát, đất, muối, uré, ammonium, muối chlorua, SO,’, i e NvaP

Kha nang hap thu N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao Hàm lượng N — tong trong nước thải chăn nuôi 571 — 1026 mg/I, photpho từ 39 — 94 mgiI

e_ Vi sinh vật gây bệnh

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng au tring giun san gay bénh

e_ Phân và nước tiểu gia súc

Lượng phân và nước tiêu gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi, khâu phần thức ăn, trọng lượng gia súc Lượng phân và nước

Trang 13

Phân heo được xếp vào loại phân lỏng, hàm lượng nước chiếm 56 — 83%,

phần còn lại là chất khô gồm các chất hữu cơ, hợp chất NPK dưới dạng chất vô cơ Chỉ số Hàm lượng N tông sô (%) 4 P;O; 1,76 K;O 1,37 Ca”' (meq/100g) 38,47 Mg” (meq/100g) 5,49 Mn (%) 62,26 Tỉ lệ CN 15,57 Cu téng số 81,61 Zn tong sô 56,363 (Trân Tấn Việt v cw, 200) Bang 3.2: Thành phần hóa học của phân heo

Về mặt hóa học, các chất trong phân chuồng có thể chia làm hai nhóm: Hop chat chứa nitơ ở dạng hoà tan và khơng hồ tan

Hợp chất không chứa nitơ bao gồm hydratcarbon, lignin, lipid

Tỷ lệ C/N có vai trò quyết định đối với quá trình phân giải và tốc độ phân

giải các hợp chất hữu cơ trong phân chuồng

Trang 14

Carbonate gram/kg 0,11 —0,19 pH _ 6,77 — 8,19 (Trương Thanh Cảnh va ctv — 1998) Bang 3.3: Thanh phan hoa hgc cia nic tiéu heo (70 — 100 kg)

Nước thải với thành phần khác phức tạp như trên, đòi hỏi phải áp dụng nhiều phương pháp đề loại bỏ hết các chất ô nhiễm Đặc tính chung của nước thải chăn nuôi là thành phần chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học rất cao, do đó trong phương án xử lý cần thiết phải có công trình xử lý sinh học

3.1.2 Nước thái giết mỗ

3.1.2.1 Thanh phan tinh chat nước thai

¢ Tinh chat nuéc thai

Huyết được thu lại và sử dụng như sản phẩm phụ, các thành phần khác như phân, nước tiểu, lông, nước mổ sẽ đưa vào nước thải Vì vậy, nước thải của

chế biến thịt chứa chất béo, màng nhày, dầu mỡ, lông, máu, bụi bắn với tải lượng

ô nhiễm cao

Nước thải của các cơ sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD và COD

khá cao và luôn luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nito, photpho Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì của nước

đồng thời dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi hôi thối và làm ô nhiễm nguồn nước

e Thành phần nước thải

Gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có độ nhiễm cao hơn nhiều Chúng có nồng độ dầu mỡ, acid béo cao Nước thải chứa nhiều protein, khi diamin hoá sẽ tạo ra một lượng NH; nên cần được nitrat hóa Ngoài ra, trong nước thải còn có chứa chất tây rửa, lông Do dễ phân huỷ sinh học nên nước thải từ hoạt

động giết mổ dễ gây ô nhiễm nguồn nước, có mùi hôi và chứa vi khuẩn gây bệnh

Trang 15

STT Thông số Đơnvị | Hàm lượng và tính chất 1 pH — 5.3-8.9 2 | Độ dẫn điện mỶ/cm 28-6.1 3 Clorit mg/l 1.1 — 390 4 Chat ran qua loc mg/l 160 — 580 5 BOD; mg/l 1500 — 7400 6 COD mg/l 2400 — 9600 7 TCO mg/l 1180 — 3400 8 | Chat béo mg/l 115 —300 9 Axit hữu cơ mg/l 61-350 10 |Nito Amon mg/l 230-— 1120 11 H;S mg/l 0-20 12 Phosphor téng số mg/l 16 —53 13 Độ cứng mg/l 35.6 — 125 14 | Độ kiềm (NaOH) mol/l 30 —70

Viện Tài Nguyên Môi Trường

Bảng 3.4: Thành phần và tính chất của nước thải giết mồ

3.2 Các phương pháp xử lí nước thải

3.2.1 Xứ lý nước thái bằng phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất khơng hồ tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải Những công trình xử lý cơ học bao gồm

3.2.1.1 Song Chắn Rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bản có kích thước lớn hay ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác được gọi chung là rác Rác được chuyền tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó được chuyền tới bể phân huỷ cặn (bề mêtan) Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cầu tạo của thanh chắn rác gồm các

thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục Song chắn rác

Trang 16

được chia làm 2 loại di động hoặc cố định, có thể thu gom rac bang thu công hoac co khi

Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 — 90° theo hướng dòng chảy

3.2.1.2 Bể lắng cát

Bề lắng cát dùng để tách các chất bân vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát ra khỏi nước thải

Cát từ bé lắng cát được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng

3.2.1.3 Bé Lang

Bề lắng dùng đề 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 hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyên các chất bần lắng và nồi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn

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

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

Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bề lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác

3.2.1.4 Bề vớt dầu mỡ

Bề vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước thải công ngiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ Đối với 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

3.2.1.5 Lọc

Trang 17

thực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước di qua và giữ pha phân tán lại Quá trình điễn ra đưới tác dụng của áp suất cột nước

> Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất khơng hồ tan có trong nước thải và

giảm BOD đến 30% Đề tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm 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 bề tự hoại, bể lắng hai vỏ, bề lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa đề lắng vừa để phân huỷ cặn lắng

3.2.2 Xứ lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hồ, oxy hố và khử Tắt 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 đề thải vào nguồn

3.2.2.1 Trung Hoa

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 6.5 đến 8.5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo

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

_ Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm _ Bồ sung các tác nhân hoá học

_ Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà

_ Hap thu khi axit bang nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước axit Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là 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

Trang 18

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

3.2.2.2 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 bản trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác Thường sử dụng các chất oxy hoá như: clo khí và lỏng, NaOCI, KMnO, Ca(CIO);, H;O;, Ozon

3.2.2.3 Khử trùng nước thải

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuân 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 loc con 1- 2% Nhưng đề tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Chlor hoá, Ozon hoá, điện phân, tia cực tím

* Phương pháp phô biến nhất hiện nay là phương pháp Chlor hoá

Chlor cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Lượng Chlor hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m? đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m? sau xử lý sinh học hoàn toàn Chlor phải được trộn đều với nước và đê 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 Chlor hoá nước thải Chlor hơi bao gồm thiết bị Chlorator, máng trộn và bề tiếp xúc Chlorato phục vụ cho mục đích chuyền hóa Clor hơi thành dung dịch Chlor 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

Chlor hơi ít được dùng phô biến

Trang 19

Áp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000 m/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 bề tiếp xúc

Với Clorua vơi được hồ 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

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 nước Phương pháp

Ozon hoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỡ, H;S, 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

3.2.3 Xứ 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 đề đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó

để gây tác động với các tạp chất bản, 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 thê là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các 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 đề xử lý nước thải là : keo tụ, đông tụ, tuyển nồi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc

3.2.3.1 Phương pháp keo tu dong tu

Trang 20

hạt rắn có kích thước quá nhỏ Dé 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 hỗ 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)

e_ 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 hắp phụ trên các hạt lơ lửng

Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đây 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 tóc 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 đây 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

Chất keo tụ thường dùng có thê là hợp chất tự nhiên và tông hợp chất keo

tự nhiên là tinh bột , ete , xenlulozơ , dectrin (C2H¡¿O:); và dioxyt silic hoạt tính (xS¡O¿.yHO)

e Phuong phap dong tu

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tao thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau :

Me?” + HOH <= Me(OH)

Me(OH)”* + HOH Me(OH}” + H

Mc(OH) + HOH © Me(OH); + H

+ x

Trang 21

Me” + 3HOH © Me(OH); + 3H

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 tap chat trong nước, pH

Các muối nhôm được dùng làm chất dong tu: Al,(SO4)3.18H20, NaAIO>,

AlI(OH);CI, Kal(SO,)2.12H,0, NH4Al(SO,)2.12H,O Thuong sunfat nhém lam

chat 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:).2H;O ,

Fe(SO¿):.3H;O , FeSOu.7H;O và FeCl; Hiệu qua lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10 -15%

3.2.3.2 Tuyển nồi

Tuyển nồi là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất ban đối với bề mặt phân chia của hai pha : khí — nước và hình thành hỗn hợp “hạt rắn — bọt khí” nổi lên trên mặt nước và sau đó được loại bỏ đi Phương pháp tuyển nỗi 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, tuyên 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 thê 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

3.2.3.3 Háp phụ

Trang 22

nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân huỷ bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần

khử bị hấp phụ tốt và chi phí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc

ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như : than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ, mạt cưa .) Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phụ phô biến nhất là than hoạt tính, nhưng chúng cần có các tính chất xác định như : tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với

các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức

tạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hoá bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng bị oxy hoá và bị hoá nhựa Các

chất hoá nhựa bít kín lỗ xốp của than và cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp

3.2.3.4 Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion thường được ứng dụng để xử lý các kim loại nặng có trong nước thải bằng cách cho nước thải chứa kim loại nặng đi qua cột nhựa trao đổi cation, khi đó các cation kim loại nặng được thay thế bằng các ion hydro của nhựa trao

đôi

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đôi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các Ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn tồn khơng tan trong nước

Trang 23

Phương pháp trao đồi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim loại như : Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn, v v , các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua và các chất phóng xạ

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các Zzeolit , kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau, v v vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm , crôm , ziriconi, v v Các chất trao

đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang

tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử

Khử kim loại nặng trong nước thải bằng phương pháp trao đôi ion cho ta nước thải đầu ra có chat lượng rất cao Tuy nhiên, một số hợp chất hữu cơ trong nước thải có thể làm bản nhựa cũng như các vi sinh vật phát triển trên bề mặt hạt nhựa làm giảm hiệu quả của chúng Thêm vào đó, việc tái sinh nhựa thường tốn kém và chất thải đậm đặc từ quá trình tái sinh nhựa đòi hỏi phải có biện pháp xử lý và thải bỏ hợp lý để không gây ô nhiễm môi trường

3.2.3.5 Các quá trình tách màng

Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau Việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đó qua màng Người ta dùng các kỹ thuật như : điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác

Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thâm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thắm lọc Màng lọc cho các phân tử dung

môi đi qua và giữ lại các chất hoa tan Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chỗ

siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thâm thấu nhỏ (ví dụ như các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét .) Còn thấm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liêu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất cao

Trang 24

3.2.3.6 Phương pháp điện hoá

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá đương cực, khử âm cực, đông tụ điện và điện thâm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện 1 chiều đi qua nước thải

Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nước thải với sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dé tur động hố và khơng sử dụng tác chất hoá học

Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn

Việc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục

Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng 1 loạt các yếu

tố như mật độ dòng điện , điện áp , hệ số sử dụng hữu ích điện áp , hiệu suất theo

dòng, hiệu suất theo năng lượng 3.2.3.7 Phương pháp trích li

Trích ly pha lỏng được ứng dụng đề làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit hữu cơ, các Ion kim loại Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ

chất thải lớn hon 3-4 g/l, vi khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá

trình trích ly

Làm sạch nước thải bằng phương pháp trích ly bao gồm 3 giai đoạn : Giai đoạn thứ nhất : Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi

hữu cơ ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành

2 pha lỏng Một pha là chất trích với chất được trích còn pha khác là nước thải với chất trích

Giai đoạn thứ hai : Phân riêng hai pha lỏng nói trên Giai đoạn thứ ba : Tái sinh chat trích ly

Để giảm nông độ tạp chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

Trang 25

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật dé phân huỷ các chất bân 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 đề xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa 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 ky 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 có hàm lượng chất hữu cơ cao

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

3.2.4.1 Xử Lí Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học Trong Điều Kiện

Tự Nhiên

Để tách các chất bản 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 loc )

e Hồ Sinh Vật

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, xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học

Trang 26

tiêu thụ CO;, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất

hữu cơ bởi vi sinh vật Đề hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu

Nhiệt độ không được thấp hơn 60°C

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

e Hồ Sinh Vật Tuỳ Tiện

Có độ sâu từ 1.5 — 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp

nước có thê diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất

bắn hữu cơ Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyền hoá các chất

e _ Hồ Sinh Vật Yếm Khí

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn ky

khí bắt buộc và ky khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiền hành hang chục

phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp

thành những chất đơn giản, dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên

đến 70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ nay chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng

làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc e Cánh Đồng Tưới - Cánh Đồng Lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thê tiếp nhận và xử lý

Trang 27

sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản dé cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngắm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn

3.2.4.2 Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học Trong Điều Kiện

Nhân Tạo

e_ Bề Lọc Sinh Học

Bề lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật

liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần

chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bề lọc

Quá trình oxy hoá chất thải trong bề lọc sinh học diễn ra giống như trên

cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bê lắng đợt 2 Dé đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hố diễn ra ơn định, oxy được cấp cho

bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa plastic, xi vòng gốm, đá granit

e_ Bề Lọc Sinh Học Nhỏ Giọt

Bề có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bề lọc sinh học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau:

Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu ky

tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bề lọc Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thông thu nước và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bề chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bẻ

Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá đường

kính trung bình 20 — 30 mm Tải trọng nước thải của bề thấp (0.5 — 1.5 m /mỶ vật

liệu lọc /ngđ) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1.5 — 2m Hiéu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất

dưới 1000 mỶ/ngđ

Trang 28

¢ Bé Loc Sinh Hoc Cao Tai

Bé loc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bề lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phan lực Bề có tải trọng 10 — 20 mỶ nước thải / Im” bề mặt bề /ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bề được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 mỶ/ngđ

e - Bể Hiếu Khí Bùn Hoạt Tính - Bề Aerotank

Là bề chứa hồn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào

bề dé trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân đề cho các vi khuân cư trú, sinh san va phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn dé chuyên hoá chúng thành các chất trơ khơng hồ tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bề nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bề Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

¢ Qua Trinh Xt Li Sinh Hoc Ky Khi — Bề UASB a Qué trinh xr li sinh hoc ki khi

Trang 29

GIAI ĐOẠN VAT CHAT LOAI VI KHUAN < > ¬ ^ = = a Q

PROTEIN HYDROCARBO LIPIDS

Thuy phan ACID AMIN / DUONG

Vi khuan lipolytic, proteolytic va cellulytic

Acid héa ACID BEO Vi khuẩn lên men

Acetic hóa ACETATE /H; Vi khuẩn tạo khí Hạ

Methane hóa CH¡¿/ CO; Vi khuẩn methane hóa

Hình 3.1: Sơ đồ chuyến khối vật chất trong điều kiện ky khí

Ở 3 giai đoạn đầu, COD của dung dịch hầu như không thay đổi, nó chỉ

giảm trong giai đoạn methane hóa Sinh khối mới được tạo thành liên tục trong tất cả các giai đoạn

Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời và không có sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian Nếu có một sự thay đổi bất ngờ nào đó xảy ra, các giai đoạn có thê mất cân bằng Pha methane hóa rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH hay nồng độ acid béo cao Do đó, khi vận hành

hệ thống, cần chú ý phòng ngừa những thay đổi bất ngờ, cả pH lẫn sự quá tải

Các yếu tố ảnh hướng đến quá trình phân hủy ky khí

Để duy trì sự ồn định của quá trình xử lý ky khí, phải duy trì được trạng thái cân bằng động của quá trình theo 4 pha đã nêu trên Muốn vậy trong bề xử lý phải đảm bảo các yếu té sau:

w Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình, cần duy trì trong

khoảng 30+35°C Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 35C

Trang 30

Y pH

pH tối ưu cho quá trình dao động trong phạm vi rất hẹp, từ 6,5 đến 7,5 Sự sai lệch khỏi khoảng này đều không tốt cho pha methane hóa

*_ Chất dinh dưỡng

Cần đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = (400+1000):7:1 để vi sinh

vật phát triển tốt, nếu thiếu thì bổ sung thêm Trong nước thải sinh hoạt thường có chứa các chất dinh dưỡng này nên khi kết hợp xử lý nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt thì không cần bổ sung thêm các nguyên tố dinh dưỡng

Độ kiềm

Độ kiềm tối ưu cần duy trì trong bể là 1500+3000 mg CaCO,/I dé tao kha

năng đệm tốt cho dung dịch, ngăn cản sự giảm pH dưới mức trung tính

Muối (Na', K', Ca?)

Pha methane hoa va acid hoa lipid đều bị ức chế khi độ mặn vượt quá 0,2 M NaCl Su thuy phan protein trong ca cing bi tre chế ở mức 20 g/l NaCl

v Lipid

Day la cac hop chat rat kho bi phân hủy bởi vi sinh vật Nó tạo màng trên

VSV làm giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong Ngoài ra còn kéo bùn nổi lên bề mặt, giảm hiệu quả của quá trình chuyển đổi methane

Đối với LCFA, IC50 = 500~1250 mgiI v Kim loai nang

Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn ) rất độc, đặc biệt là khi chúng tồn tại

ở dạng hòa tan IC50 = 10+75 mg Cu” tan/l Trong hệ thống xử lý ky khí, kim loại nặng thường được loại bỏ nhờ kết tủa cùng với carbonate và sulfide

Ngoài ra cần đảm bảo không chứa các hóa chất độc, không có hàm lượng quá mức các hợp chất hữu cơ khác

b Bé UASB

Trang 31

các chất bản hữu cơ được tiêu thụ ở đó Các bọt khí metan và cacbonic nồi lên trên được thu bằng các chụp khí để dân ra khỏi bẻ

Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Pha lỏng

duoc dan ra khỏi bề, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bề UASB

¢ BéSinh Học Theo Mẻ SBR (Sequence Batch Reactor) Ban chat quá trình xử lý sinh học từng mẻ

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bề phản ứng

và tạo các điều kiện cần thiết như môi trường thiếu khí (không có oxy, chỉ có NO”), kị khí (không có oxy), hiếu khí (có oxi, NO”) để cho vi sinh tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải

Chất thải hữu cơ (C, N, P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối vi

sinh và khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã tách

chất ô nhiễm, chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nước thải mới

Quy trình hoạt động của hệ thống xử lý sinh học từng mẻ đơn giản, bao

gồm các chuỗi chu kỳ như sau:

Nạp nước thải vào bê phản ứng

Vừa nạp vừa tạo môi trường thiếu khí hay kị khí

Vừa nạp vừa tạo điều kiện cho vi sinh xử lý chất thải hữu cơ

Xử lý tách loại chất ô nhiễm hữu cơ, nitơ, photpho bằng vi sinh Để lắng, tách lớp bùn

Gạn lấy nước sạch đã xử lý Lập lại chu kỳ mới

Trang 32

Công nghệ kỹ thuật cao, lập trình được và khả năng xử lý vượt mức hứa hẹn và là quy trình xử lý bằng vi sinh day triển vọng trong tương lai Quá trình hoạt động của bể được chia làm 4 giai đoạn chính tạo nên một ch kỳ của bể sinh học từng mẻ

a Giai đoạn làm đầy

b Giai đoạn phản ứng oxy hóa sinh hóa

c Giai đoạn lắng

d Dẫn nước sau xử lý ra, lấy bớt bùn va dé lai 25%

Các quá trình hoạt động chính trong bề sinh học từng mẻ gồm :

- Quá trình sinh học hiếu khí dùng đề khử BOD: boi sự tăng sinh khối của

quan thé vi sinh vật hiếu khí được tăng cường bởi khuấy trộn và cung cấp oxy, tạo điều kiện phản ứng ở giai đoạn (b)

- Quá trình sinh học hiếu khí, kị khí dùng để khử BOD cacbon, kết hợp khử nitơ, photpho: bởi sự tăng sinh khối của quan thé vi sinh vật hiếu khí, kị khí

Tăng cường khuấy trộn cho quá trình kị khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quá

Trang 33

-_ Xảy ra quá trình nitrat hóa và oxy hóa chất hữu cơ - Xảy ra quá trình khử nitrat

Đây là quá trình tổng hợp có hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và các chất hữu cơ hòa tan N, P Trong quá trình khử N có thể tăng cường nguồn cacbon bên ngoài bằng Metanol ở giai đoạn 4

Các quá trình sinh học trên diễn ra trong bể với sự tham gia của các vi sinh vật trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ, đặc biệt là có sự tham gia của hai chung loai Nitrosomonas va Nitrobacter trong qua trình nitrat hóa và khử nitrat kết hợp

e_ Bể Khí Sinh Học (Bề Tự Hoại)

Đây là loại bể rất thích hợp và đang được sử dụng rộng rãi để xử lý nước

thải chăn nuôi heo ở các vùng nông thôn Việt Nam và một số nước trên thế giới

vì nó có rất nhiều ưu điểm:

Kích thước bể metan có thể thay đồi tùy trường hợp: có kích thước nhỏ ở

hộ gia đình hay kích thước lớn ở các trại chăn nuôi heo công nghiệp

Khí metan sinh ra được coi là nguồn năng lượng quan trọng: nó có thể thay thé than, kế cả nhu cầu điện khí hóa ở các vùng nông thôn

Sử dụng các chất thải và các phụ phẩm trong nông nghiệp (rơm, rạ ) Phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, ổn định, các hợp chất chứa nitơ, phospho, kali là những chất có thể tái sử dụng ngay làm phân bón trong trồng trọt

Giảm khoảng 90% kí sinh trùng và các vi sinh vật gây bệnh cho người, gia súc nhờ thời gian lưu trữ lâu

Giúp khử mùi khó chịu của chất thải

Tuy nhiên bề tự hoại vẫn còn một số nhược điểm: tuổi thọ của bề ngắn, hiệu quả xử lý BOD thấp, phần cặn còn chứa nhiều nước rất khó vận chuyền hay sự ồn định của chất lượng hỗn hợp khí mêtan

Khi xây dựng bề có thể chôn sâu dưới lòng đất (ở những vùng có nhiệt độ lạnh) hoặc trên mặt đất (ở những nơi nhiệt độ cao)

Trang 35

CHUONG 4: NOI DUNG THIET KẺ CÔNG NGHỆ - THIẾT BỊ TRAM XU LY NUOC THAI

4.1 Cơ sở thiết kế

s* Phân tích thành phan và tính chất nước thải của cơ sở

Nước thải tại cơ sở bao gồm: nước mưa chảy tràn, nước thải sinh hoạt nước thải từ hoạt động giết mỗ và nước thải chăn nuôi

Nước mưa chủ yếu là tự thấm và chảy tràn

Nước thải sinh hoạt: chiếm một lượng rất nhỏ

Nước thải từ hoạt động trồng cây nguyên liệu làm thức ăn cho gia súc gia cầm chiếm tỉ lệ thấp

Nước thái trong quá trình giết mô heo và nước vệ sinh thiết bị trong cơ sở chiếm chủ yếu, là nguồn gây ô nhiễm chính Nước thải chứa nhiều chất hữu cơ (phân, lông, máu cặn lắng lẫn trong nước thải), đặc biệt là các hợp chất nitrat, phospho và các loài vi sinh vật truyền bệnh

Nước thải từ hoạt động chăn nuôi gia súc gia cầm và vệ sinh chuồng trại có hàm lượng cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon cao và các dẫn xuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa Nước thải có hàm lượng N, P cao và

nhiều vi khuẩn gây bệnh

Trang 36

4.3 Tính chất nước thái yêu cầu sau xử lí s* Yêu câu sau xử lý đạt tiêu chuân SS= 50 mg/l COD = 60 mg/l BOD = 30 mg/l Téng N= 15 mg/l Téng P = 4 mg/l Téng Coliform = 3000 MNP/100ml

4.4 Dé xuat cong nghé xr li nước thai e Muc tiéu cua công nghệ

Vốn đầu tư thấp

Chi phi năng lượng và vận hành thấp Diện tích đất tương đối rộng

Điều kiện khí hậu khu vực phù hợp © Lựa chọn công nghệ xử lí Cộng nghệ xử lý nước thải được chia làm ba giai đoạn: xử lý bậc l, xử lý bậc 2 và xử lý bùn Giai đoạn xử lý bậc 1 bao gồm các công trình xử lý cơ học: Song chắn rác Hồ thu gom Bề điều hòa Bé ling 1

Trang 37

4.5 Lựa chọn phương án xử lí

%% Thông số thiết kế

— _ Loại nước thải : nước thải nông nghiệp — _ Lưu lượng nước thải : 312.5 mỶ/ngày

— _ Lưu lượng dự phòng : 27.5 mÌ/ngày

— Lưu lượng thiết kế: 500 mỶ/ngày = 21 mỶ/giờ

Áp dụng nguyên tắc xử lý cơ học — hóa lý — sinh học, phương án này đưa ra

nhằm giảm thiểu nồng độ ô nhiễm đến mức cho phép thải ra ngoài (QCVN 24 — 2009/BTNMT, cột A)

Trang 39

s* Thuyết minh quy trình công nghệ theo phương án I

Toàn bộ nước thải từ các khu chức năng được dẫn theo cống thoát nước thải về trạm xứ lí tập trung tới hồ thu gom qua song chắn rác để giữ lại và loại bỏ các loại rác và phân tươi có kích

thước lớn Sau đó, nước thải tiếp tục được bơm vào bể điều hoà Tại bể điều hoà, nước thải sẽ được ổn định về lưu lượng, nồng độ Do thời gian lưu nước là 6 giờ, nên ở bể điều hoà có hệ thống xáo trộn bằng khí nén Sau thời gian lưu nước, nước thải sẽ được chảy vào bề lắng đứng đợt 1 Tại đây, những tạp chất thơ khơng hồ tan, có khả năng lắng sẽ được lắng xuống ở đáy bể nhờ trọng lượng riêng của các tạp chất thô lớn hơn trọng lượng riêng của nước Nước thải lưu trong bể lắng đợt 1 thời gian được bơm vào bề UASB, bùn lắng được bơm ra sân phơi bùn Tại bể UASB, nước thải được bơm vào bể và được phân bó đều từ dưới lên, nước thải tiếp xúc với

bùn hạt có trong bể, các chất hữu cơ sẽ được phân hủy nhờ các vi sinh vật ky khí, trong bể có

lắp tắm chắn khí — lỏng - rắn, khí sẽ theo ống thu khí ra ngồi, dòng nước theo máng thu ra

ngoài, bùn sau khi tách pha sẽ được lắng xuống lại, nước thải theo máng chảy tràn qua bể Anoxic

Tai bé Anoxic, lượng nước và bùn tuần hoàn sẽ được khuấy trộn nhờ cánh khuấy lắp trong

bể, nhằm tạo điều kiện xử lí nitơ và giúp khí N: giải phóng ra khỏi nước dễ dàng Sau đó nước

sẽ theo đường ống chảy sang bề Aerotank

Tại bể Aerotank, lượng nước thải kết hợp với bùn hoạt tính tuần hoàn từ bể lắng đợt 2 và lượng oxy cho vào bể nhờ máy thi khí đề thực hiện quá trình oxy hồ những chất hữu cơ dễ bị oxy hoá

Sau thời gian làm việc 10 giờ, nước thải sẽ được chảy vào bề lắng đứng đợt 2 Tại bể này,

lượng bùn cặn sẽ lắng xuống và được bơm vào bề nén bùn, một phần lượng bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank đảm bảo lượng vi sinh trong bể Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được qua bể keo tụ tạo bông, nhằm loại bỏ các tế bào chứa lượng phosphor sau khi

qua quy trình xử lí sinh học yếm khí tiếp nói quy trình hiếu khí Khi biến các tế bào này liên kết

với nhau thành bông cặn lắng xuống đáy khi qua bể lắng, phospho chứa trong cặn sẽ được đưa

đến bể nén bùn Phần nước sau khi lắng tiếp tục chảy đến bể khử trùng, nước được khử trùng bằng chlorua và được tiếp xúc với thời gian lưu nước là 30 phút Sau khi ra khỏi bể khử trùng,

nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải sau đó được xả vào nguồn tiếp nhận

Bùn thải từ các bể sẽ được đưa vào bề nén bùn, tại đây độ ẩm sẽ giảm xuống

một lượng lớn, nước tách bùn sẽ được tuần hoàn về hồ thu gom, bùn thải sẽ

được đưa về hồ thu bùn và sẽ được các đơn vị thu gom định kỳ

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	13,9 MB