bài giảng cấp nước và xử lý chất thải-trần văn vương

BÀI GI NG C P NƯ C Please purchase a personal license VÀ X LÝ CH T TH I Biên so n: Tr n Văn Vương Nha Trang, thaùng 07 năm 2011 N I DUNG CHÍNH Phần I: Kỹ thuật cấp nước Chương 1: Khái quát nước cấp Chương 2: Các trình XLNC b n Chương 3: H th ng phân phối nước N I DUNG CHÍNH Phần II: Kỹ thuật x lý ch t th i Chương 1: Khái quát v ch t th i Chương 2: M t s PP thu gom & x lý ch t th i b n Chương 3: L a ch n PPXL mơ hình Tài liệu tham khảo - a ch websites http://www.gree-vn.com http://www.apollo.net.vn http://www.xulynuoc.net http://www.tcvn.gov.vn http://vinahands.com http://tuvanmoitruong.com - www.vinabook.com - Sách tham kh o 1- Nguy n Th Thu Thu (2003), x lyù nư c c p sinh ho t & công nghi p, NXB KHKT HN 2- Sổ tay xử lý nưc cấp (1999), NXB XD Hà Nội 3- TS Trịnh Xuân Lai (2000), Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, HN ng 4- TS Nguyễn Đức Lượng (2003), Công nghệ ng sinh học môi trường (T1), NXB ĐHBK, ng TPHCM Phần I: Xử lý nước cấp CHƯƠNG Khái quát nước cấp next 1.1 Tầm quan trọng nước cấp ng a) Sử dụng nước cấp ng Nước nhu cầu thiết yếu cho hoạt động sống ng ng Trong hoạt động hàng ngày ng ng ngừơi, nước sử dụng hoạt động ng ng sinh hoạt sản xuất công nghiệp next Trong hoạt động sinh hoạt: Nhu cầu ng ăn uống, vệ sinh, họat động giải trí, ng at n g hoạt động công cộng phun ng ng nước, tưới cây… Trong hoạt động SX: ng Dùng làm lạnh, làm ng nh vệ sinh, dùng sx thực ng phẩm: đồ hộp, nước giải khát, beer, rượu… Hầu hết ngành CN sử nh dụng nước cấp ng tác nhân phục vụ sản xuất hay nguồn nguyên liệu không thay Tùy thuộc vào mức độ phát triển công nghệ mức sinh hoạt cao thấp cộng đồng, khu vực, ng ng quốc gia mà nhu cầu lưu lượng ng chất lượng nước khác ng 10 2.2.3.2 Xử lý nước thải vi sinh yếm khí a) Đặc điểm - Phương pháp dựa vào khả tự làm vi sinh vật kỵ khí cách tác động thêm yếu tố công nghệ để làm tăng trình phân huỷ chất có nước thải nhờ VSV - Quy trình áp dụng để xử lý ổn định cặn xử lý nước thải công nghiệp có BOD, COD cao Khi nồng độ BOD nước thải lớn 500 mg/l áp dụng để xử lý bậc ( quy trình bậc), hay xử lý hoàn toàn nước thải có độ nhiễm bẩn cao 300 b) Phân loại công trình Theo nguyên tắc họat động chúng phân sau: Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc: nước thải chưa xử lý trộn liên tục với bùn yếm khí tuần hoàn lại bể kín Bể phản ứng vi sinh yếm khí dính bám hạt lơ lửng nước vận tốc nước từ lên làm giãn nở lớp cát Bể phản ứng vi sinh yếm khí dính bám có phẳng đặt bể, có dòng nước từ lên, từ xuống Bể phản ứng có dòng nước xử lý từ lên qua lớp cặn lơ lửng: UASB ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket) Bể phản ứng có dòng nước qua lớp cặn lơ lửng lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định: USB/FB ( Upflow Sludge Blanket/Fixed Bed) Hồ xử lý yếm khí 301 C) Quá trình sinh học - Quá trình xử lý nước thải môi trường yếm khí tóm tắt sau: VSV kỵ khí (CHO)NS CO2 + H2O + Sinh khối VSV + SP dự trữ + SP trung gian + CH4 + H2 + NH4+ + H2S + Q Trong CO2, H2O chiếm gần 20%, SK VSV gaàn 5%, SP trung gian gaàn 70%, CH4 gaàn 5% Như trình yếm khí yếu tạo thành sản phẩm trung gian chủ yếu, trình xử lý hiếu khí sản phẩm chủ yếu lại CO2 H2O 302 - Tóm tắt QT: Các chất hữu phức tạp Vi khuẩn thuỷ phân Axit hữu có trọng lượng phân tử thấp Vi khuẩn axetat H2 CO2 Vi khuẩn mêtan sử dụng H2, CO2 CH4 + H2O axêtat Vikhuẩn mêtan sử dụng axetat hợp chất liên quan khác CH4 + CO2 303 + Bước 1: Thuỷ phân chất hữu phức tạp chất béo thành chất hữu đơn giản monosacarit, axit amin muối piruvat khác Đây nguồn dinh dữơng lượng cho VSV hoạt động + Bước 2: Các nhóm VK kỵ khí thực trình lêm men axit, chuyển hoá chất hữu đơn giản thành loại axit hữu thông thường axit axetic glixerin, axetat, … + Bước 3: Các nhóm VK kỵ khí bắt buộc lên men kiềm (chủ yếu Vk lên men mêtan Methanosarcina Methanothrix) chuyển hoá axit axetic hro thành CH4 CO2 304 - Quá trình lên men kỵ khí diễn hai điều kiện nhiệt độ: + Lên men ấm nhiệt độ từ 29 đến 380C + Lên men nóng nhiệt độ 49 đến 750C lên men nóng tốc độ phân huỷ chất hữu tăng gần lần so với lên men ấm, nhiên để ổn định nhiệt độ cao công trình phức tạp chi phí lượng lớn - Độ pH thích hợp cho trình lên men từ 6,6 đến 7,6, trình lên men pH bị thay đổi từ mức thấp lên mức cao, để trì pH thích hợp phải bổ sung thêm kiềm 305 - Tham gia vào trình phân huỷ kỵ khí có nhiều chủng VSV khác nhau, chúng thuộc loài yếm khí yếm khí tuỳ tiện Các chủng phổ biến có nước thải là: - Micrococcus, Pseudomonas aeruginora, Clostridium Sp, E.coli, Methanolacterium, Methanolacillus, Methanococcus, … 306 - Để trì ổn định trình xử lý yếm khí, phải trì tình trạng cân động trình theo bước nêu Muốn bể phải: + Không có ôxy + Không có kim loại nặng, chất độc hại mức cho phép + Gía trị pHhh= 6,6 - 7,6 + Duy trì nồng độ kieàm = 1000 - 1500 ( mg/l) + t0hh = 27 - 380C + Đủ chất dinh dưỡng BOD:N:P = 300:5:1, nồng độ thấp KL sắt 307 d) Cấu tạo - Bể UASB 308 - Bể lọc yếm khí 309 e) Chỉ tiêu thiết kế Xác định hiệu làm E = Lv − Lr Lv Trong đó: Lv,Lr - COD đầu vào và bể (mg/l) La,Lt - BOD20 đầu vào đầu bể (mg/l) 310 - Lượng COD cần khử ngày G = Q (Lv - Lr ) 10-3 ( kg/ng) Trong đó: Q - lưu lượng nước thải tính toán (m3/ngày) - Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết V = G/ a (m3) Trong đó: + a - tải trọng khử COD lấy theo bảng (bảng dưới) 311 - Tốc độ nước dâng lên bể V = 0,6 - 0,9 (m/h) - Diện tích bể cần thiết F = Q (m2) - Chiều cao phần xử lý yếm khí.V * 24 H1 = V/F (m) 312 - Tổng chiều cao bể H = H1 + H2 + H3 (m) Trong đó: H1- Chiều cao phần xử lý yếm khí (m) H2 - Chiều cao vùng lắng (m) – thường lấy 1,2 m H3 - Chiều cao dự trữ (m) – thường lấy 0,3 m - Kiểm tra thời gian lưu nước t= (giờ) Với V = F H (m3) V - Thể tích máng lắng ngang * 24 Q VLN = QTB giờ* t (m3) Trong đó: QTBgiờ - lưu lượng trung bình qua hệ thống ( m3/h) t - thời gian lắng (h) 313 Tải trọng khử COD lấy theo bảng Nguồn nước thải NT sinh hoạt NM rượu, men rượu CB bột khoai tây Ch bi n sữa NM hoá chất hữu TH CB rau & hoa Giấy loại Ch bi n hải sản Hàm lượng COD đầu vào (mg/l) Thời gian lưu nước bể (giờ) Tải trọng COD (kg COD/m3 ngày) Hiệu khử COD (%) 500 - 800 20000 4500 - 7000 3000 - 3400 18000 8300 7700 2300 - 3000 - 10 - 10 - 10 - 10 - 10 - 10 - 10 - 10 - 10 14 - 15 8-9 12 7-9 18 12 - 10 70 - 75 60 75 - 80 80 90 55 80 75 - 80 314 ... Các biện pháp dây chuyền công nghệ xử lý nước a) Các biện pháp xử lý Trong trình xử lý nước cấp cần áp dụng biện pháp xử lý, thông qua dây ng chuyền công nghệ xử lý next 21 Biện pháp học: Dùng công... Tổng quan vòng tuần hoàn nước cấp: ng ng Các nguồn nước tự nhiên Khai thác xử lý Phân phối sử dụng Thu gom xử lý Nước mưa Nước bề mặt: Nước sông, hồ, ao, suối… Nước ngầm Nước biển Sinh hoạt Sản... I: Xử lý nước cấp CHƯƠNG Khái quát nước cấp next 1.1 Tầm quan trọng nước cấp ng a) Sử dụng nước cấp ng Nước nhu cầu thiết yếu cho hoạt động sống ng ng Trong hoạt động hàng ngày ng ng ngừơi, nước