Đang tải... (xem toàn văn)
Đất nước đang trong giai đoạn đô thị hóa mạnh mẽ, kinh tế – xã hội phát triển, nhưng lại kéo theo suy giảm chất lượng môi trường sống và nước thải đô thị là một trong những nguyên nhân chính. Hiện chỉ có 6 đô thị (Hà Nội, Hạ Long, Đà Nẵng, Buôn Ma thuột, Đà Lạt và TP Hồ Chí Minh) có trạm xử lý nước thải tập trung với 14 trạm. ( Công nghệ xử lý nước thải đang áp dụng tại Việt Nam – Trần Hiếu Nhuệ.) Công nghệ xử lý nước thải phổ biến ở nước ta là công nghệ sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính, bể lọc sinh học hoặc áp dụng công nghệ xử lý đơn giản là hồ sinh học.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải đô thị tại thành phố Đà Nẵng Thành phố Đà Nẵng nằm ở miền Trung của Việt Nam, là một trong năm thành phố lớn nhất cả nước. Thành phố có tổng diện tích 1.283,42 km 2 , có 6 quận và 2 huyện với tổng dân số dân số: 926.018 người ( năm 2010) và dự kiến là 1.400.000người (2020). ( Theo Cục thống kê – thành phố Đà Nẵng- 2010) Đà Nẵng là đầu mối giao thông trong nước và quốc tế, là trung tâm kinh tế trọng điểm, trung tâm văn hoá, thể dục thể thao, giáo dục đào tạo, khoa học của khu vực miền Trung. Dân số đông, kinh tế phát triển, kéo theo lượng nước thải sinh hoạt phát sinh tăng lên đáng kể. Chính vì thế, vấn đề thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt đã và sẽ đặt ra những yêu cầu bức thiết cho sự phát triển bền vững theo định hướng thành phố môi trường của Đà Nẵng. Hệ thống thu gom và xử lý nước thải ở Thành phố Đà Nẵng Hệ thống thoát nước thải hiện có tại Đà Nẵng chủ yếu là hệ thống cống chung. Các đặc điểm chính của hệ thống thoát nước thải được trình bày như hình 1.1 Hình 1.1: Hệ thống cống bao thu gom nước thải tại Đà Nẵng Nước thải thu gom được xử lý tại 4 nhà máy xử lý nước thải kỵ khí ở 4 vị trí khác nhau tại TP. Đà Nẵng là Hoà Cường, Phú Lộc, Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn. Quản lý và vận hành hệ thống thoát nước thải là trách nhiệm của Công ty Quản lý và sửa chữa công trình giao thông và thoát nước Đà Nẵng (TMDC). Số liệu công suất của 4 nhà máy xử lý nước thải được trình bày theo bảng 1. 1 Trang 1 Bảng 1.1: Công suất xử lý nước thải đô thị tại các trạm XLNT Thông số Đơn vị Trạm xử lý nước thải Hoà Cường Phú Lộc Sơn Trà Ngũ Hành Sơn Công suất xử lý m 3 /ngày 30.000 30.000 9.000 5.000 (Nguồn : Nghiên cứu chiến lược quản lý nước thải thành phố Đà Nẵng- Ban quản lý dự án đầu tư cơ sở hạ tầng ưu tiên Đà Nẵng) 1.2 Các hệ thống xử lý nước thải tại Phú Lộc- Đà Nẵng. 1.2.1 Trạm xử lý nước thải Phú Lộc- Thành phố Đà Nẵng Trạm XLNT Phú Lộc nằm trên đường Lý Thái Tông, tổ 58, phường Hòa Minh, Quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng. Trạm được xây dựng năm 1999 với diện tích là 5 ha và công suất xử lý là 36430m 3 /ngđ. Trạm là nơi tiếp nhận nước thải sinh hoạt của hai Quận Thanh Khê và Hải Châu. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và mặt cắt dọc các công trình của trạm xử lý nước thải Phú Lộc được thể hiện tại hình 1.2 và 1.3 Trang 2 Hình 1.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ Trạm XLNT Phú Lộc- TP Đà Nẵng Hình 1.3: Mặt cắt thiết kế trạm xử lý nước thải Phú Lộc - Các hạng mục công trình của trạm XLNT Phú Lộc- thành phố Đà Nẵng + Mương dẫn dòng Trang 3 Nước thải đầu vào Song chắn rác Kênh dẫn dòng: lắng cát, điều tiết lưu lượng Hồ kỵ khí Hố ga tập trung Rác Sân phơi cát Biogas Kênh Phú Lộc Clo Mương dẫn dài cho phép đá sạn (cát thô) lắng xuống trước khi vào các hồ. Tại mương dẫn, các chất lắng được sẽ lắng xuống, việc vệ sinh thu cặn, cát được tiến hành khoảng 3-6 tháng/1 lần. Trên mương dẫn có song chắn rác giúp loại bỏ các vật thể thô, lớn ra khỏi nước thải. Rác sẽ được thu gom thủ công nhờ dụng cụ cào rác. Hình 1.4: Mương dẫn nước đầu vào Hình 1.5: Song chắn rác Hình 1.6: Hố thu Hình 1.7: Van xả cặn + Hồ kỵ khí: hồ kị khí gồm 2 phần cơ bản là hố âm và phần hố dương. Phần hố âm có độ sâu 2m, là nơi xáo trộn chính của phần nước thải và hệ vi sinh vật trong hồ. Nước thải được đưa vào hồ thông quá hệ thống ống phân phối. Thời gian nước lưu trong hồ khoảng 4 ngày,chất hữu cơ sẽ được vi sinh vật chuyển hóa để tạo sinh khối, lượng bùn cặn được lắng dưới đáy hồ. Quá trình chuyển hóa sẽ sinh ra khí, chủ yếu là CH 4 , khí được thu qua hệ thống ống đục lỗ đặt xung quanh hồ, sau đó được dẫn qua 1 ống chung đến buồng đốt, buồng đốt hoạt động tự động dựa vào cảm biến.Việc thu khí không hoàn toàn sẽ gây ra hiện tượng màn nổi sẽ trương lên, do đó, giữa hồ bố trí các ống thoát khí. Để kiểm tra chất lượng bùn cũng như các thông số cần thiết trong nước Trang 4 thải và hoạt động của hệ vi sinh vật, người ta bố trí 2 giếng thăm ở giữa hồ, 1 giếng được đặt ở vị trí đầu bể ngay tại phần hồ âm, giếng còn lại đặt gần cuối bể. Hoạt động sinh học của các vi sinh vật kỵ khí sẽ làm giảm khoảng 50% đến 70% lượng chất hữu cơ tính theo BOD của dòng chảy vào, tuỳ thuộc lượng BOD ở đầu vào. Do hàm lượng BOD nước thải sinh hoạt ở đầu vào thấp nên hiệu quả xử lý khoảng 50%. Cấu tạo hồ kỵ khí được thể hiện tại hình 1.8 Hình1.8: Mặt cắt hồ kỵ khí Hình 1.9: Ống dẫn nước vào hồ kỵ khí ( nhìn phía ngoài và phía trong hồ) Trang 5 Hình 1.10: Lớp HDPE Hình 11: Hố ga tổng - Nguyên lý làm sạch của hệ thống. Nước thải được bơm về từ hệ thống thoát nước và vào mương dẫn dòng thông qua trạm bơm cuối cùng của hệ thống thu gom nước thải. Khi nước thải đi qua mương dẫn, các vật liệu thô như cát, sạn sẽ được lắng xuống, song chắn rác sẽ ngăn không cho các vật liệu có kích thước lớn như bao nilông, gỗ nhỏ, nhựa,…xuống hồ kỵ khí. Việc vớt bùn cát, rác tại kênh dẫn bằng thủ công và được chuyển đến nơi quy định. Sau đó nước thải được đưa vào hồ kỵ khí bằng hệ thống ống dẫn bố trí dọc theo mương dẫn. Các đường ống chuyển nước xuống hồ kỵ khí còn có tác dụng hút bùn dưới hồ khi cần thiết. Trong hồ kỵ khí diễn ra quá trình phân hủy kỵ khí nước thải bởi hệ vi sinh vật có trong hồ. Với công nghệ xử lý nước thải kỵ khí, hàm lượng BOD 5 giảm xuống khoảng 50% so với ban đầu. Thời gian lưu nước trong hồ kỵ khí là 3-7 ngày. Nước thải sau khi qua hồ kỵ khí sẽ được khử trùng trước khi xả ra môi trường . Nguồn tiếp nhận nước thải sau khi xử lý là kênh Phú Lộc, sau đó dẫn ra biển. Các sản phẩm phụ của quá trình xử lý là biogas với thành phần chính là CH 4 được thu lại bởi hệ thống ống sát thành hồ. Sau đó sẽ được tiêu hủy nhờ thiết bị đốt khí tự động. Với công nghệ hồ kỵ khí tại trạm xử lý nước thải Phú Lộc, hàm lượng nhiễm bẩn của nước sau khi xử lý BOD = (50÷75), COD=(75÷100) vẫn còn ở mức độ cao, chưa đáp ứng được nước loại tiêu chuẩn 14:2008 thải ra môi trường bên ngoài. Hiệu Trang 6 suất xử lý BOD, COD là thấp, khoảng 50 %. Quá trình xử lý đã sinh ra NH 3 , H 2 S có mùi hôi, gây ô nhiễm môi trường không khí xung quanh. Vấn đề xử lý cặn, bùn thu gom từ các các công trình trong hệ thống chưa được quan tâm. Lượng cát, rác tách tại mương dẫn nước và các song chắn rác được thu gom, xử lý thủ công và không có kế hoạch cụ thể. Bùn kỵ khí trong hồ kỵ khí chưa có kế hoạch thu gom và xử lý. [1] 1.2.2 Hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc- TP Đà Nẵng Hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm tại Phú Lộc- Tp Đà Nẵng được thiết lập trong dự án hợp tác nghiên cứu giữa công ty Metawater, Đại học Kytakyushu, Nhật Bản và Trung tâm nghiên cứu bảo vệ môi trường ( EPRC), trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng với mục đích giới thiệu công nghệ xử lý nước thải mới, công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, tiết kiệm năng lượng và phù hợp với đặc điểm hạ tầng kỹ thuật đô thị ở các nước đang phát triển, có khí hậu nóng ẩm như ở Việt Nam. Dưới sự hỗ trợ của công ty thoát nước và xử lý nước thải Thành phố Đà Nẵng, hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm đã được xây dựng và đặt tại trạm xử lý nước thải Phú Lộc- Đà Nẵng, thuận tiện cho các quá trình thực nghiệm với nước thải đầu vào chính là nước thải trạm xử lý nước thải Phú Lộc đang xử lý. Hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm đi vào hoạt động từ 12/2012 đến nay đã cho thấy sự phù hợp với điều kiện thực tiễn ở TP Đà Nẵng. Thành phần nước thải đầu vào hệ thống có khoảng thay đổi rộng nhưng chất lượng nước sau xử lý luôn ổn định và đáp ứng cột A của QCVN 14:2008 / BTNMT. Tuy nhiên hệ thống xử lý bùn chưa đi vào hoạt động và đang trong thời gian hiệu chỉnh, xác định các thông số tối ưu của quá trình nén và làm khô bùn. Sơ đồ dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc được thể hiện tại hình 1.12 Trang 7 Hình 1.12: Dây chuyền công nghệ hệ thống XLNT thực nghiệm Phú Lộc - Các hạng mục công trình của hệ thống thực nghiệm trạm XLNT Phú Lộc- TP Đà Nẵng + Mương dẫn nước đầu vào Cấu tạo: Một kênh dẫn dài, kích thước B x H= 0.8m x1m . Cấu tạo mương dẫn được thể hiện tại hình 1.13 Hình 1.13: Mương dẫn nước vào hệ thống XLNT thực nghiệm Phú Lộc Trang 8 Bể lọc sinh học HTF Bể lắng Cặn lắng Máy nén khí Bể lọc xốp nổi FSF Nước thải Mương dẫn Song chắn rác ( Rác Thùng rác Bể nén bùn Vận chuyển Máy ép bùn phơi bùn Nước sau ép bùn Bể khử trùng Kênh Phú Lộc Chức năng: lắng đá sạn (cát thô) trước khi vào các công trình xử lý tiếp theo. Nguyên lý hoạt động: Nước thải đầu vào được dẫn theo kênh dẫn dài, các chất lắng được sẽ lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực. Cặn lắng bao gồm cát và các vật kích thước lớn. Hiện tại chưa có kế hoạch cụ thể thu gom và xử lý lượng cặn này. Thông thường khoảng 1 tháng/1 lần, cặn sẽ được bơm đến sân phơi để giảm độ ẩm trước khi vận chuyển đến noi xử lý tiếp theo. + Song chắn rác Nước thải vào hệ thống thực nghiệm sẽ đi qua 3 song chắn rác với kích thước khe của mỗi song lần lượt là ∆i = 40 mm, ∆i = 20 mm, ∆i = 15 mm. Cấu tạo: cấu tạo 3 song chắn rác được thể hiện tại hình 1.14 Hình 1.14: Song chắn rác ∆i = 40 mm, ∆i = 20 mm, ∆i = 5 mm Chức năng: giữ lại những tạp chất có kích thước lớn như túi ni lon, cây cỏ, thức ăn thừa… Nguyên lý hoạt động: Các tạp chất ( túi ni lon, cành cây, vỏ hộp…) có kích thước lớn hơn kích thước khe của song chắn sẽ bị được giữ lại. Các tạp chất này sẽ được thu gom thủ công bằng thiết bị cào rác và chứa trong các thùng rác trước khi chở đi xử lý. + Bể lọc xốp nổi Cấu tạo: bể lọc xốp nổi được xây dựng bằng thép, có dạng hình trụ , tiết diện vuông. Cấu tạo của bể được thể hiện tại hình 1.15 Trang 9 Hình 1.15: Cấu tạo hệ thống lọc xốp nổi Chức năng: lọc hầu hết các chất rắn lơ lửng có trong nước thải, khử được BOD không tan, giảm tải cho các công trình xử lý tiếp theo. Nguyên lý hoạt động: nước thải từ kênh phân phối được đưa vào hệ thống lọc xốp nổi theo chiều từ dưới lên qua van 6. Các hạt cặn có kích thước lớn hơn khe hở giữa lớp vật liệu lọc sẽ bị giữ lại và bám dính trên bể mặt vật liệu lọc. Nước sau khi qua lớp vật liệu lọc tiếp tục dâng lên phía trên tràn qua máng thu nước 1, nước sau khi lọc xong được xuống bể chứa 8 trước khi được bơm đưa tới bể lọc sinh học. Vật liệu lọc được sử dụng trong hệ thống lọc xốp nổi là những hạt xốp có hình chữ thập có kích thước 7,5 mm x 7,5 mm x 4 mm làm từ Polyme cao phân tử đặc biệt.Cấu tạo của vật liệu lọc được thể hiện tại hình 1.16 Trang 10 [...]... quả xử của các công trình xử lý bùn cặn đang có trong hệ thống thực nghiệm ( bể nén và máy ép bùn ) với bùn cặn rửa lọc bể lọc xốp nổi và bùn cặn bể lắng - Đánh giá khả năng áp dụng các công trình xử lý bùn cặn này với bùn cặn thu được từ hệ thống xử lý nước thải đô thị TP Đà Nẵng 3.1.2 Đối tượng Đối tượng bao gồm: - Bùn cặn thu được từ hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc- TP Đà Nẵng Bùn cặn. .. hiện như hình 2.1 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc- TP Đà Nẵng Trang 23 Mặt bằng hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc- Thành Phố Đà Nẵng được thể hiện tại hình 2.2 Hình 2.2: Mặt bằng hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc- TP Đà Nẵng Trang 24 Hình ảnh song chắn rác được thể hiện tại hình 2.3 Hình 2.3 : Song chắn rác ∆i = 40 mm , ∆i = 20 mm và ∆i = 5 mm Hình ảnh... của bùn cặn, sau đó bùn cặn sẽ được chuyển đi xử lý Nước sau quá trình nén bùn, ép bùn và nước rửa lọc bể lọc sinh học được bơm vào hồ kỵ khí của trạm XLNT Phú Lộc để xử lý Tuy nhiên, các công trình xử lý bùn cặn là bể nén bùn và máy ép bùn chưa được vận hành thường xuyên do chưa tìm được thông số vận hành tối ưu Chính vì vậy, việc xác định lượng cặn, bùn thu gom được tại hệ thống thực nghiệm thực. .. mẫu và phân tích xác định SS nước đầu ra và đầu vào bể lắng - Kết quả Lượng bùn cặn tách ra tại các công trình được thể hiện tại hình 2.16 Hình 2.16: Lượng bùn cặn trung bình tách ra tại mỗi công trình Từ biểu đồ trên ta tính được lượng cặn, bùn trung bình tách ra tại mỗi song chắn như bảng 4 Bảng 2.5: Lượng bùn trung bình tách ra tại mỗi công trình Bể FSF (Kg/1000 m3 ) Lượng bùn trung bình tách ra. .. CO2 Hình 1.28: Quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong bể metan Sản phẩm của quá trình lên men chủ yếu là CH 4 ( chiếm khoảng 60% lượng khí tạo thành, ngoài ra còn có: CO2, NH3, ) Khí này có thể tận dụng làm nhiên liệu Trang 22 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH LƯỢNG CẶN, BÙN TÁCH RA TỪ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỰC NGHIỆM PHÚ LỘC- ĐÀ NẴNG 2.1 Mục đích Xác định lượng cặn, bùn tách tại các công trình trong hệ thống thực. .. phân tích SS đầu ra bể lọc xốp nổi FSF (mg/l) n: Số ngày lấy mẫu và phân tích SS Hình ảnh lấy mẫu phân tích như hình 2.14 Trang 32 Hình 2.14: Lấy mẫu và phân tích xác định SS nước đầu ra và đầu vào bể lọc xốp nổi + Xác định lượng cặn, bùn tách tại bể lắng Tiến hành lấy mẫu hàng ngày, xác định SS đầu vào ( nước sau bể lọc sinh học HTF) và đầu ra công trình Tính toán lượng bùn cặn lắng được giữ lại trong... hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc- TP Đà Nẵng Bùn cặn ở đây gồm bùn cặn bể lọc xốp nổi và bùn cặn bể lắng như hình 3. 1và 3.2 Hình 3.1: Bùn cặn bể lọc xốp nổi Hình 3.2: Bùn cặn bể lắng - Công trình xử lý bùn cặn trong hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm là bể nén bùn đứng và máy ép bùn khung bản như hình 3.3 và 3.4 Trang 36 ... học sẽ được đưa qua bể lắng để loại bỏ màng vi sinh vật Xác định lượng bùn lắng thu được tại bể lắng - Phương pháp thực hiện Chuẩn bị các thiết bị, dụng cụ lấy mẫu và phân tích mẫu nước vào và ra mỗi công trình bể lọc xốp nổi và bể lắng Thông số phân tích ở đây là SS (mg/l), từ đó xác định lượng bùn giữ lại tại mỗi bể Hình các thiết bị, dụng cụ được thể hiện tại mục lục + Xác định lượng cặn, bùn tách. .. ngày, xác định SS đầu vào và đầu ra công trình Tính toán lượng bùn cặn được giữ lại bởi bể lọc xốp nổi Công thức xác định lượng bùn cặn được giữ lại bởi bể lọc xốp nổi n m= ∑ (SS i =1 đv − SS đr ).1000 (kg/1000m3 nước thải) (2.2) n Trong đó: m: Lượng bùn cặn tách ra trên 1000 m3 nước thải đầu vào (kg/1000m3 nước thải) SSđv: Kết quả phân tích SS đầu vào bể lọc xốp nổi FSF (mg/l) SSđr: Kết quả phân tích... thực nghiệm Phú Lộc- TP Đà Nẵng: - Song chắn rác: cặn, rác - Bể lọc xốp nổi: chất rắn lơ lửng - Bể lắng 2: màng vi sinh vật 2.2 Đối tượng Đối tượng bao gồm: - Nước thải đô thị thành phố Đà Nẵng ( Nước thải trạm xử lý nước thải Phú Lộc) - Công trình song chắn rác, bể lọc xốp nổi, bể lắng của hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm và cặn, bùn thu được tại mỗi công trình Vị trí tương đối các công trình được . Thanh Khê và Hải Châu. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và mặt cắt dọc các công trình của trạm xử lý nước thải Phú Lộc được thể hiện tại hình 1.2 và 1.3 Trang 2 Hình 1.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ Trạm. (15x15mm). Trang 11 Hình 1.17: Bể lọc sinh học nhỏ giọt + Bể lắng Cấu tạo: bể lắng gồm máng phân phối, vùng lắng, máng thu nước và vùng chứa bùn lắng. Cấu tạo bể lắng được mô tả chi tiết như hình 1.8 Chức. lọc đi ra ngoài còn bã được giữ lại trên các bản lọc, thiết bị làm việc gián đoạn theo mẻ Bã bùn sau khi ép được giảm đáng kể về thể tích, tiết kiệm chi phí vận hành và tiêu hủy dễ dàng. - Nguyên