BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
DAT VAN DE
Trong những năm gần đây, vấn đề ô nhiễm nước thải do sinh hoạt có xu hướng gia tăng, đặc biệt là những khu vực có số lượng dân cư sinh sóng đơng đúc
Ơ nhiễm nước thái sinh hoạt không những ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống của
người dân sống xung quanh mà còn ân chứa nhiều mầm bệnh nguy hiểm tới sức
khỏe con người Vì vậy, vấn đề xử lý ô nhiễm nước thải sinh hoạt được coi như là
một trong những vấn đề cần được giải quyết hiện nay
Thủ đô Hà Nội, là một trong những trung tâm văn hóa - chính trị lớn của cả
nước, vấn đề xử lý ô nhiễm nước thải do sinh hoạt được chính quyền Hà Nội quan tâm khá sớm tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa tìm được giải pháp đồng bộ giải quyết triệt để hoàn toàn vấn đề này Qua khảo sát của Cơng ty Thốt nước Hà Nội, trung bình hệ thống thoát nước của thành phố Hà Nội lưu thông khoảng hơn 500.000m” nước thải/ngày, trong đó chủ yếu là nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp nhưng chỉ có 5 - 7% lượng nước thải được xử lý, còn lại xả trực tiếp vào hệ thống thoát nước của thành phố Nguồn nước thải chưa qua xử lý đã và
đang “bức tử” rất nhiều sông, hồ, kênh, rạch, trên địa bàn mà điển hình đó là
vân đề ô nhiễm nghiêm trọng nước sông Tô Lịch
Năm 2005, nằm trong gói thầu thuộc dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn I,
Hà Nội đã đi đầu trong cả nước trong vấn đề xử lý nước thải sinh hoạt bằng việc đưa vào vận hành thành công hai Trạm xử lý nước thải thí điểm xử lý nước thải sinh hoạt đầu tiên trên địa bàn thành phố, nhằm giải quyết tình trạng ơ nhiễm nước thải cho 12.300 người dân thủ đô [5] Thành cơng đó, khiến cho không chỉ Hà Nội mà các thành phố khác trong cả nước tiếp tục xây dựng thêm nhiều nhà máy xử lý
nước thải sinh hoạt trên các địa bàn chịu ảnh hưởng ô nhiễm
Nhằm kiểm chứng những kiến thức đã được học tại nhà trường vào công việc
thực tế, củng cố những kiến thức chuyên ngành liên quan, cùng với đó là tiếp cận
với công nghệ mới trong việc xử lý nước thải nói chung và xử lý nước thải sinh
«
hoạt nói riêng Do đó, em chọn đề tài “Tìm hiểu quy trình xứ lý nước thải sinh
hoạt trên địa bàn thành phố Hà Nội”
Trang 2MUC TIEU THUC TAP
Tìm hiểu chung về hệ thống xứ lý nước thái thành phố Hà Nội
- Sơ đồ hệ thống
- Chức năng các thành phần trong hệ thống
Tìm hiểu về bể phán ứng BNR
- Các quá trình xử lý của bê ky khí
- Các q trình xử lý của bê yếm khí
- Các quá trình xử lý của bể hiếu khí
- Mối quan hệ giữa các bề trong bề phản ứng BNR
- Vật liệu Bloerg
- Các yêu tô ảnh hưởng đến các quá trình xử lý
Kiếm tra hiệu suất xứ lý cia bé phan ing BNR
So sánh các chỉ tiêu mẫu nước sau xử lý với TCVN 5945:2005 Làm quen với môi trường công việc sau này
Trang 3BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
PHUONG PHAP TIEP CAN DE GIAI QUYET VAN DE CUA DE TAI
Phương pháp hồi cứu số liệu
Tham khảo, thu thập các tài liệu có liên quan đến cơ sở thực tập, công nghệ
Bioerg, các quá trình phản ứng diễn ra trong bể BNR, hệ thống nước thải tại thành
phó Hà Nội
Phương pháp khảo sát thực địa
Khảo sát tại Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch, đồng thời tiến hành tham khảo ý
kiến của các cán bộ chuyên môn tại các bộ phận có liên quan đến đề tài
Phương pháp so sánh
Dùng các chỉ tiêu phân tích qua các lần lấy mẫu để xác định hiệu suất xử lý
của bê phản ứng BNR
Trang 4CHUONG 2: GIOI THIEU VE Xi NGHIEP QL CAC NHA MAY XLNT
2.1 Giới thiệu Xí nghiệp Quản lý các Nhà máy Xử lý nước thải
Xí nghiệp Quản lý các Nhà máy Xử lý nước thải được thành lập ngày
19/12/2005 là một trong mười đơn vị trực thuộc Công ty TNHH Nhà nước Một thành viên Thoát nước Hà Nội Hiện nay Xí nghiệp quản lý các Nhà máy và các Trạm sau:
- Nhà máy xử lý nước thải Bắc Thăng Long - Van TRi - Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch
- Trạm xử lý nước thải Kim Liên
- Trạm bom DPS 20m’/s, cùng với Trạm bơm BP4, BP5, cụm thoát nước Bắc
Thăng Long - Vân Trì
Nhiệm vụ của Xí nghiệp Quản lý các Nhà máy Xử lý nước thải là quản lý, vận hành an toàn hiệu quả các Trạm XLNT Kim Liên, Trúc Bạch, Nhà máy Bắc
Thăng Long - Van Tri, Tram bom trén 20m*/s DPS
Mục tiêu là giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại khu vực Kim Liên, Trúc Bạch,
cụm cơng trình Bắc Thăng Long - Vân Trì
2.2 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự của Xí nghiệp QL các Nhà máy XLNT Hiện nay, Xí nghiệp Quản lý các Nhà máy Xử lý nước thải có 182 cán bộ công
nhân viên Được chia thành:
- _ Khối văn phịng có 18 CB -_ Khối vận hành có 154 CB - _ Tổ duy trì có 10 CB
Trang 5BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Hình 2.1 Sơ đồ tổ chức tại Xí nghiệp Quản lý các Nhà máy Xử lý nước thải
Giám đốc xí nghiệp Phó giám đốc phụ Phó giám đốc phụ
trách kỹ thuật và công nghệ trách duy trì, duy tu
| | ] |
Bộ phận SE Em exe
phụ Bộ phận “a “a
Mich: Misano >| Phí + | tách feo >3 >) trách
'Tô chức trách 4 ï
- Hành chính Tài vụ we bosch - Ky thuat nghiém oat
+ + + +
| 1 1 1 1 |
Nha may Tả
Tram Tram Tram XLNT Tổ Thanh
bơm [e774 +) XENT: flr *Ì' xrMT: RE "Bắc Thăng* ¬ Xã oa gas NI MS
DPS [Triic Bach) Kim Lién Long — uy ee
‘Van Tri
Quan hé chi dao gj „ Quan hệ phối hợp
Hình 2.2 Sơ đồ bó trí nhân sự tại Nhà máy và các Trạm
Vận hành Trạm || vạn hành Trạm || Vân hành Nhà máy Vận hành Trạm bơm || Tổ duy trì hồ kênh
mu a Bach |! saNT Kim Liên oe Su RẺ DPS 20m3⁄s theo 3 |[ Bắc Thăng Long -
ea theo 3 ca4 kíp ¬ “—= ca4 kíp Vân Trì làm theo giờ
Scatkip hanh chinh
Trưởng ca vận hành Trưởng ca vận hành Trưởng ca vận hành Trưởng ca vân hành
1 người/ 1ca 1 người/ 1ca 1 người/ 1ca 1 người/ 1ca
Công nhân kỹ thuật Công nhân kỹ thuật Công nhân kỹ thuật Công nhân kỹ thuật ape
vận hành vận hành vận hành vận hành Nha
5 người/ 1 ca 6 người/ 1 ca 8 người/ 1 ca 4 người/ 1 ca ngờ
Công nhân bảo vê Công nhân bảo vê Công nhân phục vụ Công nhân bảo vê
nhà máy nhà máy vận hành nhà máy
2 người 1 ca 2 người 1 ca 4 người 1 ca 2 người 1 ca
Công nhân bảo vê 6 người
Trang 6
CHUONG 3: HE THONG XU LY NUOC THAI TAI TRAM TRUC BACH
3.1 Tình hình xứ lý nước thai sinh hoạt tại thành phố Hà Nội
Hiện tại, hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hà Nội cũng chính là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của Xí nghiệp Quản lý các Nhà
máy Xử lý nước thải
Từ năm 2005 đến nay, Xí nghiệp đã xây dựng và đưa vào hoạt động một Nhà
máy và hai Trạm xử lý nước thải (xem bảng 3.1) Nhà máy Xử lý nước thải Bắc
Thăng Long - Vân Trì đã xây dựng xong nhưng chưa thể hoạt động hết công suất
theo thiết kế một phần do khu đô thị Bắc Thăng Long chưa xây dựng và khu công
nghiệp Bắc Thăng Long mới chỉ thu gom được một phần lượng nước thải Còn lại là hai Trạm xử lý nước thải thí điểm Trúc Bạch và Kim Liên đã đi vào hoạt động và thu được kết quả khả quan trong việc XLNT sinh hoạt trên địa bàn Trạm Kim
Liên ngoài việc xử lý nước thải tập trung đồ xuống sông Lừ, trong tương lai sẽ sử dụng nước sạch sau xử lý bổ cập cho hồ Kim Liên Còn Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch được người dân và chuyên gia đánh giá cao với khả năng xử lý nước thải
sinh hoạt, nước sau xử lý được bổ cập vào hồ Trúc Bạch cịn góp phần cải tạo lại
hồ Trúc Bạch Còn theo khẳng định của các chuyên gia môi trường Nhật Bản,
nước thải của cả hai trạm sau khi được xử lý có thể uống được (xem Phụ lục 2)
Bảng 3.1 Thống kê các dự án nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tại Hà Nội [6]
STT Tên nhà máy - vị trí Cơng st Mức đâu tư Tình trạng M3/ngày đêm | (triệu USD)
1 Bắc Thăng Long - Vân Trì 42.000 17,0 | XD xong, chưa hoạt động
2 Trúc Bạch - quận Ba Đình 2.300 3,5 — 4,0 | Đang hoạt động
3 Kim Liên - quận Đông Đa 3.700 5,2 | Đang hoạt động
4 Công viên Thông Nhât - 5,2 | Du kién = NM Kim Lién 5 Phú Đô - huyện Từ Liêm 84.000 344,0 | Khao sat thiét ké
6 Yên Xá - Thanh Trì 135.000 318,0 | Khảo sát thiết kê 1 Yên Sở - Thanh Trì 195.000 253,0 | Khảo sát thiệt kê
Trang 7
BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Ba Dự án Nhà máy Xử lý nước thải sinh hoạt Phú Đô, Yên Xá, Yên Sở, nằm trong Dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn II, đang được khởi công xây dựng và sẽ
hoàn thành trong thời gian sớm nhất (dự kiến năm 2011) Khi ba Nhà máy xử lý
nước thải sinh họat này đưa vào hoạt động sẽ xử lý được khoảng 50% nước thải
sinh hoạt của người dân trên địa bàn thành phố Hà Nội; góp phần cải tạo mơi
trường, trả lại màu xanh cho nhiều con sông và hồ trên địa bàn thành phó
3.2 Giới thiệu về Trạm xử lý nước thái Trúc Bạch
Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch là đơn vị trực thuộc Xí nghiệp Quản lý các
Nhà máy Xử lý nước thải, là một trong hai trạm xử lý nước thải thí điểm của thành phó Hà Nội, có nhiệm vụ xử lý nước thải tập trung xung quanh khu vực hồ Trúc
Bạch
Được hoàn thành và đưa vào vận hành ngày 01/09/2005, nằm trong gói thầu
CPI2 của dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn I, Trạm xây dựng trên địa bàn
phường Trúc Bạch trên diện tích 1.777m” Công suất xử lý nước thải trung bình của Trạm là 2.300m/ngày đêm (công suất tối đa 3.000m”/ngày đêm) với chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 — 2005 Lượng nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép bổ cập vào hồ Trúc Bạch
3.3 Tìm hiểu về nguồn nước thái sinh hoạt trên địa bàn quận Ba Đình
Hồ Trúc Bạch nằm trong địa bàn của quận Ba Đình với diện tích lịng hồ là 22
Ha và chu vi hồ là 2,5 km; hồ có chức năng tiếp nhận nước mưa và nước thải từ các cửa cống chính như Nguyễn Trường Tộ, Trấn Vũ, Phạm Hồng Thái, mương
Ngũ Xã, ngoài ra còn một số các họng xả của của người dân khu vực xung quanh
và các cơ sở sản suất khác
Nước thải này có thành phần phức tạp và có tính đặc trưng riêng (bảng 3.2)
Trang 8Bảng 3.2 Đặc trưng ô nhiễm nước thải sinh hoat [8]
Thành phân Đơn vị Nông độ
khoảng đặc trưng TB của HN Chât răn tan mg/l 350 - 1200 700
Cặn không tan mg/1 100 - 350 210 BOD mg/l 110 - 400 210 TOC mg/l 80 - 240 160 COD mg/1 250 - 1000 500 Nito tong (N) mg/l 20 - 85 35 NH3-N mg/1 12 - 50 22 P-tông (P) mg/1 4-15 7 P-hữu cơ mg/1 1-5 2 P-vô cơ mg/1 3-10 5
Nước thải sinh hoạt tại khu vực quận Ba Đình có nồng độ ơ nhiễm cao không
được xử lý sơ bộ trước khi đồ vào hệ thống công thoát của thành phố nên gây mùi
hơi khó chịu và gây mất mỹ quan khu vực; nguy hiểm hơn, lượng nước thải sinh
hoạt còn xả thắng xuống hồ gây ô nhiễm trầm trọng cho hồ Trúc Bạch
Nhờ có Nhà máy xử lý nước thải thu gom toàn bộ nước thải của tuyến Trấn Vũ, Nguyễn Trường Tộ, một phần của Châu Long, Phạm Hồng Thái, nước thải
được xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng nước loại B TCVN 5945- 2005, nước đầu ra
đồ vào hồ góp phần quan trọng trong việc cải tạo môi trường nước của hồ Trúc
Bạch
3.4 Hệ thống xử lý nước thải tại Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch
Tại Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch, hệ thống xử lý nước thải bằng bùn hoạt
tính theo cơng nghệ A”/O có khả năng xử lý Nitơ và Phốt pho trong nước thải Áp dụng công nghệ xử lý bùn bằng phương pháp ép băng tải và công nghệ xử lý mùi bằng than hoạt tính
Trang 9BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Trúc Bach “SHỜNG NgỚc XÀ TH curry oT -=0- —¬ fd ‘tora +86 PARA CHT MW TABI BOD XARA ND 5.IERETRDG : '2TIETNTi©t tước 6HI CHÚ i Ƒ 8 MAY BOM ‘BONG co Ề © ~ ø BƯỜNG NƯỚC
SEN “6I£csestr em ĐƯỜNG BÙN
we ĐƯỜNG VÁNG BÙN 4® BƯỜNG HỨT MÙI 8 vee BƯỜNG HĨA CHÂT
® QUẠT HÚT MÙI ước aku wo
—'
1.IÊTẾP Muka NƯỚC ĐXN áo 11 PHENCHĐY gìn
3.4.1 Bộ phận tiếp nhận
3.4.1.1 Bề lắng cát và song chắn rác
Theo quy trình cơng nghệ của Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch thì nước thải sẽ được thu gom lại tại cống gom và sẽ được đưa vào hệ thống xử lý Song chắn rác có tác dụng tách các vật chất lơ lửng có trong nước thải và các vật chất này sẽ được bơm chuyền hút sang bề lắng cát
Tại bể lắng cát những chất rắn như cát, các vật chất nặng khác, sẽ được
lắng bằng trọng lực Những vật chất lắng xuống sẽ được bơm chuyền đến thiết bị
tách cát để tiếp tục tách vật chất lắng ra khỏi nước thải, nước thải sau khi tách
được tuần hoàn lại bể lắng cát Trong bề lắng cát có song chắn rác tinh cơ khí tiếp tục tách các rác trôi lơ lửng ra khỏi nước thải
3.4.1.2 Bể điều hòa
Trang 10Bề điều hòa dùng để cân bằng chất nước thải dịng vào và kiểm sốt lưu lượng
đến bể lắng sơ cấp Sự cân bằng này để đảm bảo hiệu suất của vi khuẩn trong bể phản ứng BNR được ồn định và đạt được hiệu suất xử lý cao nhất
Nước thải trong bể được hai máy khuấy chìm khuấy liên tục làm cho mọi các
hạt vật chất ở trạng thái lơ lửng sau đó sẽ được bơm chuyền đến bề lắng sơ cấp
3.4.2 Bộ phận xử lý nước 3.4.2.1 Bé lắng sơ cấp
Lắng sơ cấp là bước đầu tiên của dây chuyền xử lý, trong đó một phần đáng ké vat chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng được tách ra từ dong nước thải vào Trong bể lắng có lắp đặt một cánh gạt bùn đề tăng hiệu suất xử lý và hệ thống song chắn rác tinh tiếp tục thu gom các chất rắn lơ lửng trước khi nước thải được chuyên vào bể phản ứng Lượng bùn thu được trong bẻ lắng sơ cấp sẽ được chuyển vào bể cô
đặc bùn
3.4.2.2 Bé phan tng BNR (Biological Nutrient Removal)
Sau khi đã loại bỏ các chất cặn có thể lắng và các chất nổi bề mặt, nước thải sẽ
được tiếp tục xử lý để khử các chất bân hữu cơ hòa tan và các chất rắn hữu cơ lơ lửng còn lại (các q trình chun hóa trong bề phản ứng BNR sẽ được trình bày kỹ trong chương 3) Ngoài ra, vật liệu Bioerg trong bề hiếu khí giúp ổn định mật độ vi khuẩn và tăng hiệu suất của quá trình xử lý sinh hóa Trong mỗi bê yếm khí, hiếm khí và hiếu khí đều có lắp đặt một máy khuấy để khuấy trộn dung dịch bùn hoạt tính, riêng bể hiếu khí được lắp đặt hệ thống sục khí để cung cấp đủ oxy cho
phản ứng sinh hóa xảy ra trong bể, song chắn ở cuối bể hiếu khí được sử dụng
nhằm tách Bioerg và hỗn hợp bùn lỏng trước khi đưa về bể lắng cuối
3.4.2.3 Bé lắng cuối
Bề lắng cuối là phương pháp hữu hiệu trong việc tách bùn và thành phần nước
thải đã lắng trong ở trên Việc tách chất rắn/lỏng xảy ra được do trọng lực và có
một cánh gạt bùn để làm tăng thêm hiệu suất xử lý Bùn hoạt tính được tuần hồn
lại bể phản ứng BNR phần dư được đưa về bể cô đặc bùn
Trang 11
-10-BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
3.4.2.4 Bê khử trùng
Nước đã được xử lý chảy qua bề khử trùng để khử vi trùng trong nước trước
khi đồ vào hồ Trúc Bạch Chất khử trùng được dùng có thể là Canxi Hipoclorit
dạng rắn hoặc Natri Hipoclorit đạng lỏng
3.3.2.5 Hồ xả nước thải đã được xử lÿ
Nước sau sau xử lý được chảy vào hồ xả, được bơm ra hồ mà xả thắng ra hồ
một cách tự nhiên Đây là một điểm đặc biệt của Trạm XLNT Trúc Bạch để tạo
cảnh quan cho hồ
3.4.3 Bộ phận xử lý bùn và quy trình
Tại bể cơ đặc bùn, bùn sẽ được cô đặc lại dưới tác dụng của trọng lực nhằm
tập trung chất thải rắn và giảm thé tích bánh bùn Thời gian bùn lưu trong bề ngắn để tránh chất rắn nổi lên Nước sau khi tách bùn sẽ được chảy về hồ thu nước sau
lọc rồi đưa về bê điều hịa
Sau khi cơ đặc bùn, bùn thải được máy bơm chuyên đến thiết bị tách nước
Dưới tác dụng của hóa chất Polymer, bùn sẽ tạo thành các bông bùn kết dính lại
với nhau và được chuyên đến thiết bị tách nước tại đó nước được tách khỏi bùn
tạo các bánh bùn rồi chuyển đến phễu chứa bùn Nước sau khi tách sẽ đưa về hồ
thu nước sau lọc
3.4.4 Hệ thống khứ mùi
Một tháp khử mùi chứa than hoạt tính được sử dụng để tách mùi trong hệ thống xử lý Ống hút mùi được bố trí ở những hạng mục xử lý chính (hình 3.1) và được thu gom tập trung bằng quạt hút mùi Một thiết bị khử hơi nước được lắp đặt
trước quạt hút mùi để loại âm có trong khí gây mùi trước khi đưa về tháp khử mùi 3.4.5 Hệ thông giám sát và điều khiến
Tại Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch lắp đặt hệ thống điều khiển qua các tủ
điều khiển và tủ giám sát để theo đối hoạt động của các thiết bị (đo lưu lượng địng
chảy, tính lượng DO, .) Hệ thống này thể hiện tat cả các lỗi kỹ thuật trong quá
trình hoạt động và vận hành tại Trạm XLNT Trúc Bạch
Trang 12
-11-CHUONG 4: QUA TRINH CHUYEN HOA TRONG BE PHAN UNG BNR
Bề phản ứng BNR được chia ra 2 nguyên đơn hoạt động song song gồm: 2 bể yếm khí, 2 bể hiếm khí và 2 bể hiếu khí Bề áp dụng theo công nghệ A”/O nên có khả năng xứ lý BOD, COD, hàm lượng Nitơ và Phốt pho trong nước thải sinh hoạt
và trong bề hiếu khí có vật liệu Bioerg giúp tăng hiệu quả xử lý sinh học
Hình 4.1 Sơ đồ quá trình chuyển hóa trong bề phản ứng BNR
Dòng cấp NO;
Nước thải vào | Bễ yếm khí | Bề hiếm khí | Bể hiếu khí = ling Nước sau xử lý
——
(có khuấy) | (cókhuấy) | (có sục kh tết
Phản nitrat hóa| ® ft hóa -— mạ
si Bioerg ° © 5°
| Hồi lưu bùn hoạt tính
(khử P) | Bề cô đặc bùn
4.1 Các q trình chuyến hóa trong bế yếm khí
Trong điều kiện yếm khí, tập đồn vi sinh yếm khí gồm nhiều loại đảm nhiệm chức năng khác nhau, phát triển và phân hủy chất hữu cơ qua nhiều giai đoạn chính sau:
Giai đoạn thủy phân, các hợp chất hữu cơ không tan và có cấu trúc phức tạp được chuyền hóa thành dạng tan và có phân tử lượng thấp Giai đoạn thủy phân có
thể xảy ra với tốc độ chậm, đặc biệt dưới điều kiện thấp (< 20C) nên có thể trở
thành yếu tố khống chế tốc độ của toàn bộ quá trình
Giai đoạn axit hóa, các chất hữu cơ tan hình thành từ quá trình thủy phân
được vi sinh vật hấp thu, chuyên hóa thành các chất hữu cơ đơn và các thành phần vô cơ khác Quá trình axit hóa được thực hiện bởi nhiều nhóm vi sinh vật lên men,
chủ yếu 1a loai yém khi nhu Clostridium spp., Peptococcus anaerobus,
Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp.,
Giai đoạn axetat hóa: Các sản phẩm hình thành từ giai đoạn axit hóa được
tiếp tục chuyền hóa thành nguyên liệu trực tiếp cho quá trình metan hóa: axetat, hydro, khí carbonic
Trang 13
-12-BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Giai đoạn metan hóa thường là giai đoạn chậm nhất của quá trình xử lý yếm
khí được thực hiện bởi hai loại vi sinh 4cefofrophic va Hydrogenotrophic:
CH;COOH > CH, + CO;( vi khuan Acetotrophic)
4H, + CO, > CH, + H20 (vi khuan Hydrogenotrophic)
Vi vay dé dat hiệu quả xử lý COD cao cần tạo điều kiện cho nhóm vi sinh vật
Aecerotrophic phát triển thuận lợi Nước thải sau khi xử lý có độ kiềm tăng, độ
kiềm tăng là yếu tố thuận lợi cho giai đoạn oxy hóa amoni trong giai đoạn xử lý
hiếm khí và hiếu khí tiếp theo
Song song với quá trình phân hủy chất hữu cơ là quá trình phân hủy photphat trùng ngưng trong tế bào và thải ra môi trường dưới dạng photphat đơn, nhóm vi sinh vật tham gia quá trình hap thu — tàng trữ - thải photpho được qui chung về
nhóm vi sinh bio — P (vi sinh Acinetobacter 1a chu yếu):
2 C;H¿O; + (HPO;) + HạO > (C¿H¿O;); + PO¿” + 3H”
Do thời gian lưu tế bào của vi sinh vật yếm khí lớn, kéo theo đó là quá trình phân hủy nội sinh diễn ra sâu mà sản phẩm phân hủy là các hợp chất vô cơ, do đó
tỉ lệ các chủng vi sinh, đặc biệt là loại axit hóa giảm nhanh, do đó tốc độ phân hủy nội sinh của vi sinh vật axit hóa nhanh hơn so với loại metan hóa Do đó việc cấp
lượng bùn hoạt tính từ bể lắng cuối vào bể yếm khí là một việc cần thiết để bể yếm
khí có thể hoạt động ồn định
4.2 Các quá trình chuyển hóa trong bể hiếm khí
Tiếp theo sau bể yếm khí là bể hiếm khí; bể hiếm khí hay cịn được gọi là bể
khử nitrat bởi đặc trưng của nó là quá trình khử nitrat Trong điều kiện thiếu khí,
vi sinh khử nitrat (Denitrifier gồm ít nhất 14 loại vi sinh như Bacillus,
Pseudomonas, Methanomonas, Thiobacillus, ) sẽ phát triển và dựa vào nguồn
carbon trong nước thải, chúng chuyên hóa nitrit, nitrat thành khí nitơ Trong giai
đoạn này tránh oxy hịa tan có mặt trong nước thải, bởi sự có mặt của oxy hòa tan
trong nước thải sẽ ức chế khả năng hoạt động của chúng
Quá trình khử nitrat xảy ra theo bốn bậc liên tiếp nhau:
NO; > NO;> NO (khí) > N;O (khí) N: (khí)
Trang 14
-13-Nguồn cung cấp nitrit và nitrat cho bể hiếm khí do q trình oxy hóa amoni
diễn ra trong bề yếm khí, bề hiếm khí và của bể hiếu khí (được cấp ngược lại bế
hiếm khí) do quá trình oxy hóa chất hữu cơ và phân hủy nội sinh của vi sinh trong
bể (xem nội dung 4.3)
Đề xảy ra quá trình khử nitrit và nitrat cần nguồn carbon hitu co (1g NO3-N
cần khoảng 3g COD), nhưng trong bể hiếm khí quá trình khử nitrit xảy ra nhanh hơn so với quá trình khử nitrat, điều đó là yếu tố có lợi về phương diện vận hành:
đỡ tốn oxy cấp cho quá trình oxy hóa nitrit và lượng chất hữu cơ tương ứng Ngoài ra việc đặt bề yếm khí nói tiếp bề hiếm khí cũng làm tăng khả năng khử nitrat bởi chủng loại vi sinh tích lũy photpho (xảy trong điều kiện hiếm khí: khơng
có oxy, chỉ có mặt nitrat):
CyH,O, + 0,16 NH," + 0,2 PO,* + 0,96 NO; > 0,16 CsH;NO, + 1,2 CO, + 0,2 (HPO;) + 1,4 HỶ + 0,48 N; + 0,96 H;O
Trong bể xử lý yếm khí cũng như hiếm khí, yếu tố tiếp xúc sinh khối với cơ chất được xem là rất quan trọng Khuấy trộn trong hai bể trên nhằm duy trì cho sinh khối tồn tại ở trạng thái lơ lửng nhưng cũng cần tránh xáo động mạnh bề mặt lớp nước để giảm thiểu oxy thâm nhập từ khí quyền vào khối phản ứng
4.3 Các quá trình chuyển hóa trong bể hiếu khí
Trong điều kiện hiếu khí với đầy đủ oxy hòa tan, hai chủng vi sinh dị dưỡng (xử lý chất hữu cơ, COD) và vi sinh tự dưỡng (chuyển hóa amoni thành nitrat)
cùng tồn tại trong bề hiếu khí
Vị sinh dị dưỡng sử dụng chất hữu cơ để tạo ra tế bào, thực hiện các phản ứng sinh hóa từ các chất hữu cơ đề lấy năng lượng duy trì hoạt động sống và phát
triển Song song với quá trình sinh sản và phát triển đồng thời xảy ra quá trình phân hủy tế bào vi sinh — phân hủy nội sinh, sản phẩm phân hủy lại được vi sinh
vật sống sử dụng cho q trình đồng hóa và đị hóa Q trình trên có thể mơ tả
trong sơ đô sau:
Trang 15
-14-BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Hình 4.2 Sơ đồ trao đối chất của vi sinh vật
Tế bào mới Đồng hóa pY Vật liệu: cơ chất, đỉnh đưỡng, yếu tố Kiếp Dị hóa 1-pY Sản phẩm + năng lượng,
| Phân hủy nội sinh Tổng hợp tế bào và oxy hóa chất hữu cơ:
- Q trình oxy hóa (hay dị hóa)
COHNS + 0, + VK hiéu khi > CO, + NH; + sản phẩm khác + năng lượng COHNS + VK yém khi > CO, + NH; + H,S + CH, + cac chất khác + năng lượng
- Quá trình tổng hợp (đồng hóa)
COHNS + VK hiếu khí + O; + năng lượng > C;H;NO; COHNS + VK yếm khí + năng lượng > C;H;NO¿
(Chất hữu cơ được qui cho có cơng thức hóa học COHNS, trong một vài tài liệu khác, thành
phần hữu cơ trong nước thải được qui cho có cơng thức hóa học là C;;H;sOsN [7].)
Phân hủy nội sinh:
C;zH;NO; + 5 O; + VK>5 CO; + NH; + 2 HạO + năng lượng
Vi sinh vật tổng hợp sinh khối trên cơ sở chất hữu cơ từ nước thải sinh hoạt cùng với các yếu tố khác như dinh dưỡng (N, P, K), vi lượng Trong giai đoạn
hiếu khí, lượng COD trong nước thải còn lại là những chất trơ khó phân hủy nên
trong xử lý nước thải nguồn cung cấp COD đề khử nitrit và nitrat được thực hiện
trong giai đoạn thiếu khí
Dưới điều kiện hiếu khí, vi sinh vật bio - P tích lũy photphat trùng ngưng
trong co thé chúng từ photphat đơn tồn tại trong nước thải (xem nội dung 4.1):
CyH,O, + 0,16 NH, + 0,2 PO,* + 1,2 O) > 0,16 C;H;NO; + 1,2 CO; + 0,2 (HPO;) + 1,4 H’ + 0,44 OH’ + 1,44 H,O
Trang 16
-15-Vi sinh tự dưỡng oxy hóa amoni với tác nhân oxy hóa là oxy phân tử cịn có
tên gọi là nitrat hóa, được hai loại vi sinh vật thực hiện kế tiếp nhau:
NH,’ + 1,5 O02 > NOz +2 H* + H;O NO, + 0,5 O > NOs
NH,’ + 2 0, > NO; +2 H’ +H,0
Phản ứng được thực hiện do chủng vi sinh vat Nitrosomonas va Nitrobacter dé san xuất năng lượng Năng lượng thu được từ phản ứng nitrat hóa là rất thấp, thấp
hơn nhiều so với năng lượng từ phản ứng oxy hóa axit axetic, đó chính là lý do
dẫn đến hiệu suất sinh khối của vi sinh tự dưỡng thấp hoặc tốc độ phát triển của chúng chậm Tuy nhiên ở giai đoạn sục khí, sự hình thành nitrit, nitrat đều có xu
hướng tăng lên theo thời gian và theo đó sự giảm nồng độ chất hữu cơ Điều này
xảy ra là do sau khi loại bỏ được phần lớn COD, vi sinh vật tự dưỡng oxy hóa amoni có điều kiện phát triển không cạnh tranh bởi vi sinh vật dị dưỡng
4.4 Mối tương quan giữa các bế trong bể phán ing BNR
Như đã nêu ở trên thì việc kết hợp bể kị khí, bể hiếm khí và bẻ hiếu khí rất hữu hiệu cho việc khử phostpho Việc kết hợp bể hiếm khí và bể hiếu khí rất hữu
hiệu cho quá trình nitrat hóa và khử nitrat Bề hiếu khí rất hữu hiệu cho việc khử
cacbon hữu cơ Ngoài ra thêm các chất mang (được gọi là Bioerg) vào là để làm
6n định mật độ vi khuẩn và tăng hiệu suất của quá trình xử lý sinh hóa
4.5 Vật liệu BIOERG
Vật liệu Bioerg được làm từ hạt gel polyme hydrophilic thành phần chủ yếu là glycol polyethylene, có đạng hình bột viên đường kính 3 - 5mm, lực hấp dẫn là
1,02 Nhờ có cấu trúc nhỏ nhẹ và khả năng làm giá thể cho vi sinh nên các hạt
Bioerg có khả năng làm ồn định mật độ vi khuẩn và tăng hiệu suất quá trình xử lý
sinh hóa trong bể Đối với Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch, lượng Bioerg cung
cấp có thê sử dụng trong khoảng thời gian 20 năm
Trang 17
-BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Hinh 4.3 Vat ligu Bioerg
Microbials (adhered to surface) Carrier
oe, 4 * a j 4 , \ ww o 4 Immobilization of microbials BIOERG carrier
4.6 Các yếu tố ánh hướng trong bễ phán ứng BNR 4.6.1 Ảnh hưởng của oxy hòa tan
Sự có mặt của oxy sẽ trở thành yếu tố gây độc đối với vi sinh vật yếm khí
và hiếm khí, còn đối với vi sinh vật hiếu khí thì cần được cung cấp lượng không khí đủ lớn cho mọi quá trình diễn ra trong bể hiếu khí
4.6.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ tối wu cho loai vi sinh yém khi mesophilic (ưa âm) là 30 — 40°C[1] Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy mà còn ảnh hưởng tới cả hiệu quả xử lý Tại nhiệt độ thấp, các chất hữu cơ dạng không tan dễ bị hấp thu sinh
học vào sinh khối, chúng không tham gia vào quá trình thủy phân nhưng thải theo bùn nên làm tăng hiệu quả xử lý chung
Còn hầu hết các vi sinh vật có trong bé hiếu khí là các thế ưu ấm (mesophile):
chúng có nhiệt độ sinh trưởng tối đa là 40°C và tối thiểu là 5°C
4.6.3 Ảnh hưởng của pH
Giá trị và sư ôn định của pH trong xử lý yếm khí có vai trò cực ki quan trọng
do chủng loại vi sinh tạo metan chỉ hoạt động tốt trong vùng pH = 6,3 — 7,8 Chung loai vi sinh tao axit ít bi chi phối bởi pH vì vậy nên dễ sinh ra hiện tượng
“chua” trong bể yếm khí Dưới điều kiện pH thấp, một loạt các chất hóa học có
tính khử (chất cho điện tử) tồn tại ở trạng thái dễ bay hơi: axit hữu cơ, hydro
sunfua ở dạng trung hòa và gây mùi
Trang 18
-17-Còn trong xử lý hiếu khí, pH ảnh hưởng đến các quá trình hóa sinh của vi sinh
vật, qua trình tạo bùn và lắng pH thích hợp cho xử lý nước thải ở bể hiếu khí là
6,5 - 8,5
4.6.4 Các thành phần gây độc
Ngoài yếu tố pH, một loạt các hợp chât khác cũng có khả năng gây độc đối
với vi sinh vật: kim loại nặng, oxy hòa tan đối với bể yếm khí, hợp chất cơ - clo và
trong một số trường hợp là amoniac
Một số chất hữu cơ có tác dụng gây ngộ độc, kìm hãm hoặc giết chết vi sinh
vật với liều lượng nào đó như phenol, hợp chất hữu cơ chứa clo [2]
Các ion kim loại có ảnh hưởng rất lớn đến hệ sinh vật sinh metan Người ta đã
xác định được độc tính của ion kim loại đến hệ vi sinh vật này như sau Cr> Cu> Zn> Cd> NI Giới han nồng độ kim loại này cho phép là: Cr - 690; Cu - 150 — 500;
Pb - 900; Zn - 690; Ni - 73 mg/I [3]
4.7 Kiếm tra hiệu suất cúa bễ phán ứng BNR
Trong Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch, dé tiến hành kiểm tra hiệu suất xử lý
của bể phản ứng bằng cách xác định thể tích bùn lắng sau thời gian 30 phút, sau đó
sây khô lượng bùn để xác định khối lượng (sấy ở 105°C) Chỉ số bùn SVI được
tính:
Thể tích bùn lắng (mg/l)
SVI=
Khối lượng bùn (g/1)
Bùn có khả năng lắng tốt có trị số SVI thấp (SVI < 100), khi giá trị SVI > 150
là mật độ vi sinh ở dạng sợi filaments đã khá cao, bùn rất khó lắng
Ngoài việc xác định thé tích bùn, ta tiến hành phân tích tại chỗ và phân tích tại
phịng thí nghiệm các chỉ tiêu hóa lý khác (bảng 4.1) dé xác định chất lượng nước thải chảy vào Trạm và nước sau xử lý chảy ra tại Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch
Trang 19
-18-BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Bang 4.1 Các chỉ tiêu cần quan trắc đề kiểm tra hiệu suất xử lý
Chỉ tiêu Đơn vị Định kỳ lây mẫu
Dòng chảy vào Dòng chảy ra Bê hiệu khí
pH - Hang tuan Hang tuan Hang tuan
Nhiệt độ °C Hang tuan Hang tuan Hang tuan
COD Mg/] Hang tuân Hang tuân Hang tuân
BOD Mg/1 Hang tuân Hang tuân Hang tuan
T-N Mg/l Hang tuan Hang tuan Hang tuan
T-P Mg/1 Hang tuân Hang tuân Hang tuan
Ch Mg/l Hang tuan Hang tuan Hang tuan
Colifom MPN/100ml Hăng tuân Hăng tuân Hang tuan
Trang 20
CHUONG 5: SO SANH CHi TIEU SAU KHI XU LY VOI TCVN 5945:2005
Nước đầu vào và nước đầu ra của hệ thống xử lý nước thải Trúc Bạch được
phòng phân tích của Xí nghiệp Quản lý các Nhà máy Xử lý nước thải kiểm tra quan trắc hàng tuần
Mẫu nước được phân tích tại chỗ và đem về phòng phân tích với thiết bị do
bên công ty EBARA cung cấp Dưới đây là kết quả phân tích mẫu nước đầu vào và đầu ra được lấy từ tuần thứ hai của mỗi tháng
Bang 5.1 Kết quả nước đầu vào của Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch năm 2007
T/gian Kết quả qua các thời điểm lây mẫu
Trang 21BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
Bảng 5.2 Kết quả nước đầu ra của Trạm xử lý nước thải Trúc Bạch năm 2007
T/gian Kết quả qua các thời điểm lây mẫu
pH SS Ch T-P T-N BOD COD Colifom (mg/) | (mg/) | (mg/) | (mg/) | (mg/) | (mg/l) | (MPn/100m)) TI 7,17 14 0,09 1,82 14,6 20 30 3620 T |747| 7 004 | 064 | 169 | 112 | 17 2800 T3 7,12 5 1,27 1,25 12,4 5,9 11 800 T4 7,17 3 0,38 1,06 12,5 7 11 200 TS 7,28 6 0,51 1,16 12,1 9,5 13 200 T6 7,49 1 0,12 0,85 10,1 6,2 11 200 T7 |741| 4 | 015 | 063 | 89 | 138 | 16 2900 T8 7,76 2 0,29 1,06 6,2 10,1 16 1000 To 17531 2 | 025 | 089 | 71 | 107 | 16 1700 T0 | 73 | 2 | 058 | 087 | 72 | 68 i 1100 Til | 754| 6 | 067 | 056 | 85 | 102 | 16 100 T2 |753| 6 056 | 083 | 92 | 67 l3 0
Qua kêt quả phân tích nước đâu ra sau xử lý và so sánh với TCVN 5945:2005
cột B (cột B áp dụng cho nước thải công nghiệp được đồ vào các vực nước nhận
thải khác trừ các thủy vực quy định cho mục đích sinh hoạt) thì ta thấy tất cả các chỉ tiêu nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn Còn nếu đem so sánh nước
đầu ra sau xử lý với TCVN 5945:2005 cột A thì chỉ tiéu Cl, va Coliform vượt tại
hai thời điểm:
- Chỉ tiêu Cl;: tháng 3 đợt II vượt 1,27 lần
- Chỉ tiêu Coliform: tháng 1 đợt II vượt 1,21 lần
Giải thích cho vấn đề này như sau: do tháng một Xí nghiệp Quản lý các Nhà
máy Xử lý nước thải vẫn áp dụng theo TCVN 5945:1995, nên chỉ tiêu Colifom là 3620 MPn/100ml nam trong chi tiêu cho phép theo TCVN 5945:1995 Sau khi xử
lý, nước đạt tiêu chuẩn cho phép bồ cập vào hồ Trúc Bạch
Trang 22
CHUONG 6: NHAN XET - KIEN NGHI - DE XUAT Y KIEN
6.1 Nhan xét
Về cơ sé thực tập
- Các bộ phận trong Trạm có quan hệ phối hợp cùng nhau thực hiện đầy đủ
chức năng chuyên ngành là xử lý nước thải bằng công nghệ vi sinh
Hệ thống xứ lý nước thải
Hệ thống xử lý nước thải Trúc Bạch là một trong hệ thông xử lý tiên, khả năng vận hành tự động, đáp ứng được tiêu chuẩn về nước thải ra môi trường TCVN 5945:2005 cột A Tuy nhiên vẫn còn một số tỒn tại:
- Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chìm sâu 6m nên công tác bảo dưỡng, sửa
chữa gặp rất nhiều khó khăn
- Lượng rác tại cống gom của hệ thống là rất lớn - đặc biệt vào mùa khô, có thể gây quá tải cho bộ phận song chắn rác thô, gây đứt cáp kéo rọ rác, cần lắp đặt hệ thống song chắn rác đặt ở đầu nguồn để giảm bớt lượng rác vào cống gom
- Lượng điện sử dụng cho việc hoạt động xử lý nước thải hàng năm rất tốn
kém, cần có biện pháp nhằm giảm thiểu chỉ phí
Về cơng tác quản lý
- Việc vệ sinh trong rọ rác, tiếp hóa chất Polimer, tiếp hóa chất PACN-95 chủ
yếu bằng thủ cơng nên cịn gặp nhiều khó khăn, cần quan tâm đến an toàn lao động cho cán bộ tại Trạm
- Ở phía bên hồ, chỗ nước thải từ mương Ngũ Xã đồ vào hồ đang bị ô nhiễm
mà địa điểm này lại sát cạnh Trạm, gây mắt mỹ quan cho hồ và cho Trạm
- Khoảng cách an toàn về vệ sinh môi trường của Trạm XLNT chỗ bộ phận
tiếp nhận nước thải với khu dân cư chưa đạt yêu cầu
- Việc cho thuê diện tích sân của Trạm làm nơi đậu đỗ xe làm giảm mức độ an
toàn và an ninh trong Trạm
6.2 Kiến nghị
- Nước thải sinh hoạt trước khi đưa vào hệ thống xả thải chung của thành phố
cần phải xử lý sơ bộ
Trang 23
-22-BAO CAO THUC TAP TOT NGHIEP SVTH: Lé Trong Nghia
- Cần có đánh giá hết về nồng độ kim loại nặng trong nước thải đầu vào Trạm XLNT Trúc Bạch và nước sau xử lý đồ ra hồ Trúc Bạch
6.3 Đề xuất ý kiến
Đợt thực tập vừa qua có những thuận lợi sau:
Về phía nhà trường và khoa
- Nhà trường và khoa đã để cho sinh viên tự liên hệ với cơ sở thực tập phù hợp với khả năng và nguyện vọng của sinh viên, điều này giúp sinh viên chủ động hơn
trong công việc
- Thời gian chuẩn bị cho việc lựa chọn cơ sở thực tập là khá dài để sinh viên
có thể lựa chọn và liên hệ với cơ sở thực tập tốt nhất
- Những kiến thức được trang bị ở nhà làm cơ sở cho sinh viên thực hiện các
công việc và kiểm nghiệm qua thực tế
- Khoa đã phân công giáo viên hướng dẫn viết đề cương và báo cáo kết quả
thực tập giúp sinh viên khỏi bỡ ngỡ khi tiếp xúc với công việc thực tế va dé dang
lựa chọn tại cơ sở thực tập
Về phía cơ sở thực tập
- Tất cả các cán bộ công nhân viên tại trạm đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho việc thực tập
Về phía sinh viên
Tuy thời gian thực tập không dài nhưng em đã học hỏi thêm nhiều kinh
nghiệm (vận hành hệ thống, lấy mẫu phân tích, .), hiểu rõ về công việc, cách làm
việc của trạm cũng như trong thực tế
Tuy nhiên bên cạnh những thuận lợi em cịn gặp những khó khăn:
- Do mới tiếp xúc với thực tế công việc nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ
khi mới bắt đầu thực tập
- Thời gian thực tập tại trung tâm tương đối ngắn nên chưa thể nắm vững được nhiều công việc tại trạm và kinh nghiệm thực tế tiếp thu được vẫn còn hạn chế
Từ những khó khăn và thuận lợi trên em có những đề xuất sau:
Trang 24
-23 Nhà trường và khoa tiếp tục cho sinh viên tự lựa chọn cơ sở thực tap dé giúp cho sinh viên năng động hơn, đồng thời khoa nên giúp đỡ giới thiệu một số địa
điểm phù hợp với ngành nghề đề sinh vién dé dang lựa chọn và liên hệ
- Cơ sở thực tập nên tạo điều kiện để sinh viên có thê tiếp xúc với công việc
thực tế từ đó có thể kiểm nghiệm lý thuyết đã học vào trong thực tế
- Sinh viên nên năng động hỏi những công việc tại cơ sở thực tập đề tiếp thu
thêm nhiều kinh nghiệm thực tế