Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và bếp ăn, công suất 80m3ng.đ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU1 Bảng 3-1: Tải lượng chất bẩn tính cho một người trong ngày đêm 2 Bảng 3-2: Đặc tính của bùn tự hoại trong nước thải sinh hoạt 3 Bảng 3-3: Một vài phương pháp xử l

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxi sinh hoá (hay sinh học)

BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường

COD Nhu cầu oxi hoá học

DO Oxy hoà tan

SS Chất rắn lơ lửng

MLSS Sinh khối lơ lửng

MLVSS Sinh khối bay hơi hỗn hợp

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

NTSH Nước thải sinh hoạt

QCXD Quy chuẩn xây dựng

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

SCR Song chắn rác

PCCC Phòng cháy chữa cháy

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1 Bảng 3-1: Tải lượng chất bẩn tính cho một người trong ngày đêm

2 Bảng 3-2: Đặc tính của bùn tự hoại trong nước thải sinh hoạt

3 Bảng 3-3: Một vài phương pháp xử lý nước thải theo quy trình xử lý cơ học, hóa học, sinh học

4 Bảng 3-4: Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý nước thải bằng sinh học

5 Bảng 4.1: Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt

6 Bảng 4.2: Tính chất nước thải sinh hoạt Công ty Thành Tài Long An

7 Bảng 4.3 Quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT cột A

8 Bảng 4.4: So sánh phương án xử lý cơ học

9 Bảng 4.5: So sánh phương án xử lý sinh học

10 Bảng 4.6 : So sánh các phương án khử trùng

11 Bảng 5.1 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác

12 Bảng 5.2 Các thông số thiết kế bể tự hoại

13 Bảng 5.4.Các thông số thiết kế bể thu gom

14 Bảng 5.5 Thông số thiết kế bể điều hoà

15 Bảng 5.6 Giá trị của hằng số thực nghiệm a, b ở t0 ≥ 200C

16 Bảng 5.7 Các thông số thiết kế thiết bị lắng I

17 Bảng 5.8 Các thông số thiết kế thiết bị lọc sinh học Biofor

18 Bảng 5.9 Thông số thiết kế bể lắng II

19 Bảng 5.10 Thông số thiết kế bể chứa bùn

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1 Hình 3.1 - Sơ đồ cấu tạo bể tự hoại

2 Hình 3.2 : Sơ đồ làm việc của bể Aeroatnk truyền thống

3 Hình 3.3 : Sơ đồ làm việc của Aerotank nạp theo bậc

4 Hình 3.4: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc

5 Hình 3.5 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo dài

6 Hình 3.6 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh

7 Hình 3.7 Sơ đồ xử lý nước thải theo quá trình sinh trưởng dính bám hiếu khí

8 Hình 3.8 - Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bể USBF

9 Hình 3.9 Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Công ty TNHH Hong IK Vina

10 Hình 3.10 Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Xí nghiệp Cao su Hóc Môn

11 Hình 3.11 Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Xí nghiệp Cao su Bình Dương

12 Hình 4.1 Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt

13 Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ phương án 1

14 Hình 4.3 – Sơ đồ công nghệ phương án 2

15 Hình 5.1 Tiết diện ngang các loại thanh của song chắn rác

16 Hình 5.2 : Sơ đồ lắp đặt song chắn rác

17 Hình 5.3 Đĩa phân phối khí

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những thập niên gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễmnước nói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại Vấn đề ô nhiễm môitrường và bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là những vấn đề cấpbách trong quá trình phát triển xã hội khi nền kinh tế và khoa học kỹ thuật đang tiếnlên những bước dài Để phát triển bền vững chúng ta cần có những biện pháp kỹthuật hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ra môitường Một trong những biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường vàchống ô nhiễm nguồn nước là tổ chức thoát nước và xử lý nước thải trước khi xảvào nguồn tiếp nhận

Bên cạnh sự phát triển và ứng dụng các khoa học – kỹ thuật hiện đại đã phátsinh những vấn đề cần giải quyết đó là làm cho môi trường bị ô nhiễm do quá trìnhsản xuất cũng như hoạt động sinh hoạt trong công ty, xí nghiệp, như: bụi, khói, chấtthải, nước thải Vì vậy, việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải nhằm bảo vệmôi trường và đảm bảo chỉ tiêu chất lượng xả là rất cần thiết

Để đáp ứng một trong những yêu cầu trên, chủ đầu tư là Công ty CP TM-XD Thành Tài Long An đã có kế hoạch xây dựng một hệ thống thoát nước vớimục đích thu gom và xử lý đảm bảo chất lượng an toàn trước khi xả thải ra môitrường

SX-DV-Đối với trạm xử lý nước thải này, do hạn chế về mặt diện tích, đòi hỏi có mỹquan và xử lý nước thải từ nhà máy để đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trườngtheo QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinhhoạt Đồng thời, trạm xử lý nước thải loại này phải đảm bảo tính thẩm mỹ, khôngđược phát sinh mùi, tiếng ồn, đòi hỏi tính kỹ thuật và độ bền cao Với nhu cầu cấpthiết của thực tế, áp dụng những kiến thức đã được học từ phía nhà trường nhằm

đưa ra một phương án phù hợp để đáp ứng những yêu cầu đã nêu trên từ phía Công

ty Trong phạm vi hẹp của luận văn em chọn đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lýnước thải sinh hoạt Công ty CP SX-DV-TM-XD Thành Tài Long An “

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Đáp ứng quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và kế hoạch bảo vệ môi trường củaTỉnh Long An, cùng với kế hoạch xây dựng hệ thống thoát nước với mục đích thugom và xử lý đảm bảo chất lượng an toàn trước khi xả thải ra môi trường của tỉnh.Bên cạnh đó, với nhu cầu thực tế từ phía Công ty thì việc nghiên cứu và lựa chọnmột phương án phù hợp để thiết kế xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt choCông ty CP SX-DV-TM-XD Thành Tài Long An là rất thiết thực

1.3 TÊN ĐỀ TÀI

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Công ty CP

SX-DV-TM-XD Thành Tài Long An với công suất 80m3/ngày.đêm nhằm đạt tiêu chuẩn xả thảiQCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt

1.4 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Lựa chọn và thiết kế công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Công ty CP TM- XD Thành Tài Long An để đảm bảo tiêu chuẩn xả thải, đồng thời giảm thiểutác hại lên môi trường trong điều kiện phù hợp với thực tế của Công ty

SX-DV-1.5 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

- Khảo sát, đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt gây ratại công ty

- Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện hiện trạng và vị trí lắp đặt

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

- Tính toán kinh tế và chọn lựa phương án khả thi

- Triển khai bản vẽ thi công lắp đặt đường ống, thiết bị cho công trình

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ CÁC VẤN ĐỀ

MÔI TRƯỜNG

2.1 THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY

2.1.1 Vị trí địa lý của Công ty

Công ty CP SX-DV-TM- XD Thành Tài thuộc Cụm CN Long Định, Xã Long Định,Huyện Cần Đước, Tỉnh Long An

- Phía Đông giáp với Công ty Phân bón Bình Điền

- Phía Tây giáp với Công ty Xi măng

- Phía Bắc giáp với trục lộ giao thông

- Phía Nam giáp với sông Vàm Cỏ Đông

Ngành nghề hoạt động:

- Vận chuyển, mua bán xăng, dầu lửa, dầu DO, gas,… bằng xe bồn chuyêndụng;

- Mua bán mỡ nhớt;

- Dịch vụ rửa các loại xe chuyên dụng LPG;

- Chiết nạp gas, sản xuất bình chứa LPG và phụ liệu ngành Gas;

- Cho thuê kho bãi;

- Kinh doanh vận chuyển hàng hóa bằng ôtô;

- San lấp mặt bằng làm đường giao thông nội bộ trong mặt bằng xây dựng;

- Xây dựng dân dụng, công nghiệp, đường ống dẫn khí đốt

2.1.2 Sơ lược về sản phẩm của Công ty

- Nhà máy sản xuất vỏ bình với công suất sản xuất và bảo dưỡng 700.000bình/tháng

- Nhà máy chiết nạp Gas với công suất 600.000 tấn/tháng

- Hệ thống cảng LPG chuyên dụng; hệ thống kho bãi

2.2 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG TY

Các nguồn gây ô nhiễm chủ yếu trong các công ty thường được phân chia thành

3 dạng: chất thải rắn, khí thải và nước thải Trong quá trình sản xuất còn gây ra cácnguồn ô nhiễm khác như tiếng ồn, độ rung và khả năng gây cháy nổ

2.2.1 Ô nhiễm khí thải

Khí thải sinh ra từ công ty có thể là:

- Khí thải Chlo sinh ra trong quá trình khử trùng thiết bị, nhà xưởng

- Bụi sinh ra trong quá trình vận chuyển, bốc dỡ nguyên liệu

phân loại tại nguồn Xí nghiệp đã hợp đồng với Xí nghiệp công trìnhcông cộng để thu gom, vận chuyển và xử lý.

 Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại: phát sinh từ quá trình sảnxuất chủ yếu là các phế phẩm không đạt yêu cầu, với khối lượng 200kg/tháng Hiện nay, tất cả các chất thải này được hợp đồng với Công tythu gom và xử lý

- Chất thải nguy hại: bao gồm vỏ bình gas cũ, bóng đèn huỳnh quang hỏng,hóa chất, bao bì nhựa dính hóa chất, với khối lượng 814 kg/tháng Xí nghiệp đãtiến hành thu gom, phân loại và ký hợp đồng với các Công ty để thu gom và xử lýnguồn ô nhiễm này theo đúng quy định của nhà nước

2.2.3 Ô nhiễm nước thải

Hiện nay, nguồn nước thải sản xuất của xí nghiệp phát sinh từ các nguồn sau:

- Nước giải nhiệt cho máy móc thiết bị: 250 m3/ngày

- Nước thải từ bể nhúng cách ly giải nhiệt: 2 m3/ngày

Đối với lượng nước giải nhiệt cho máy móc, thiết bị: không thải ra môi trường

mà thông qua hệ thống tuần hoàn giải nhiệt để tái sử dụng

Lượng nước thải sản xuất phát sinh được thu gom, đưa về hệ thống xử lý nướcthải của Công ty xử lý trước khi thải ra hồ tự thấm

Nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhà ăn, các nhà vệ sinh của khu vực văn phòng

và nhà xưởng, từ các bồn rửa tay của công nhân viên Thành phần ô nhiễm chủ yếu

là BOD, COD,TSS, Coliform, Lưu lượng thải trung bình 49 m3/ngày

2.2.4 Nhu cầu sử dụng điện, nước

 Điện: năng lượng tiêu thụ chính phục vụ cho các hoạt động của xí nghiệp là

điện năng Năng lượng điện được sử dụng chủ yếu chạy thiết bị, máy móc phục vụsản xuất, ngoài ra điện còn được dung với mục đích làm mát như quạt, máy lạnh,thiết bị văn phòng và thắp sang khu vực hoạt động của toàn xí nghiệp, ví dụ như

lượng điện tiêu thụ trong quý III năm 2010 khoảng 920 700 Kwh.

 Nước: nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất và sinh hoạt ước tính trung bình, ví

dụ như trong quý III năm 2010 là khoảng 900 m3

2.2.5 Quy định về bảo vệ môi trường

- Nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt phát sinh từ nhà ăn, các nhà vệsinh trong Công ty, từ các bồn rửa tay của công nhân viên sẽ được thu gom tậptrung lại và đưa về hệ thống xử lý nước thải của Công ty xử lý chung trước khi thải

ra song

- Nước mưa chảy tràn trên bề mặt diện tích khuôn viên Công ty sau đó thu vào

hệ thống thoát nước Vì nước mưa được coi là nước không gây ô nhiễm nên không

xử lý mà thu gom và chạy vào hệ thống thoát nước của Công ty Biện pháp quản lýtốt nhất là vệ sinh sạch sẽ trong khuôn viên mặt bằng của Công ty, để khi mưaxuống ít làm ô nhiễm lây lan nguồn nước khác

2.2.6 Công tác phòng chống cháy nổ và an toàn lao động

 Phòng chống cháy nổ:

Xí nghiệp đã hết sức chú trọng vấn đề này từ khi mới thành lập bằng cách ápdụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật, tổ chức huấn luyện, tuyên truyền giáo dục vàpháp chế

Các biện pháp có thể áp dụng bao gồm:

- Các thiết bị máy móc được bố trí phù hợp và thong thoáng để cho xe cứu hỏa

ra vào khi có sự cố xảy ra

- Thường xuyên kiểm tra các hệ thống điện trong Công ty

- Các thiết bị PCCC được đặt đúng nơi quy định

- Thường xuyên tổ chức huấn luyện, tuyên truyền giáo dục phòng chống cháy

nổ, phòng cháy chữa cháy

 An toàn lao động

Tai nạn lao động có thể xảy ra do sự cố bất cẩn về điện hay do sự không tuân thủnghiêm ngặt những quy định khi vận hành máy móc Mức độ tác động có thể gây rathương tật hay tính mạng người lao động Công ty luôn quan tâm đến vấn đề sứckhỏe và an toàn cho người lao động Cụ thể:

- Đảm bảo các yếu tố vi khí hậu và điều kiện lao động đạt tiêu chuẩn do Bộ Y

Tế ban hành để đảm bảo sức khỏe cho người lao động

- Trang bị kịp thời, đầy đủ trang bị bảo hộ lao động và thường xuyên nhắc nhởcông nhân thực hiện tốt quy định về an toàn lao động

- Giáo dục ý thức vệ sinh công nghiệp và bảo vệ môi trường cho công nhântrong quá trình lao động

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI SINH HOẠT

3.1.1 Thành phần của nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người.Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh viện, trường học, nhà ăn,…cũng tạo ra các loại nước thải có thành phần và tính chất tương tự như nước thảisinh hoạt

Nước thải là hệ đa phân tán thô bao gồm nước và các chất bẩn Các cặn bẩntrong nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ các hoạt động của con người Các chấtbẩn này với thành phần hữu cơ và vô cơ, tồn tại dưới dạng cặn lắng, các chất rắnkhông lắng được và các chất hòa tan Thành phần tính chất của nước thải được xácđịnh bằng phân tích hóa lý, vi sinh

3.1.1.1 Thành phần vật lý

Theo trạng thái vật lý, các chất bẩn trong nước thải được chia thành:

- Các chất không hòa tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ởdạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải

- Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng 10-4-10-6mm

- Các chất bẩn dạng hào tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạngphân tử hoặc phân li thành ion

- Nước thải sinh hoạt của Công ty CP SX-DV-TM-XD Thành Tài Long Anbao gồm nước từ căn tin nhà bếp nấu ăn, nhà vệ sinh thường có mùi hôi khóchịu khi vận chuyển trong cống sau 2 – 6 giờ sẽ xuất hiện khí hydrosunfua

cơ tổng hợp: các chất hoạt động bề mặt mà điển hình là chất tẩy tổng hợp (Alkylbezen sunfonat- ABS) rất khó xử lí bằng phương pháp sinh học và gây nên hiệntượng sủi bọt trong các trạm xử lý nước thải và trên mặt nước nguồn – nơi tiếp nhậnnước thải.

Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, cácaxit, bazơ vô cơ,… Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vô cơ như sắt, magie,canxi, silic, nhiều chất hữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các chất thải khácnhư: cát, sét, dầu mỡ Nước thải vừa xả ra thường có tính kiềm, nhưng dần dần trởnên có tính axit vì thối rữa

3.1.1.3 Thành phần vi sinh

Trong nước thải còn có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, vi rút, nấm, rongtảo, trứng giun sán Trong số các dạng vi sinh vật đó, có thể có cả các vi trùng gâybệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả năng gây thành dịch bệnh Về thành phần hóahọc thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ

Khi xét đến các quá trình xử lí nước thải, bên cạnh các thành phần vô cơ, hữu

cơ, vi sinh vật như đã nói trên thì quá trình xử lí còn phụ thuộc rất nhiều trạng tháihóa lí của các chất đó và trạng thái này được xác định bằng độ phân tán của các hạt.Theo đó, các chất chứa trong nước thải được chia thành 4 nhóm phụ thuộc vào kíchthước hạt của chúng

Nhóm 1: Gồm các tạp chất phân tán thô, không tan ở dạng lơ lửng, nhũ tương, bọt.Kích thước hạt của nhóm 1 nằm trong khoảng 10-1-10-4mm Chúng cũng có thể làchất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật và hợp cùng với nước thải thành hệ dị thể không bền

và trong điều kiện xác định, chúng có thể lắng xuống dưới dạng cặn lắng hoặc nổilên trên mặt nước hoặc tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong khoảng thời gian nào đó

Do đó, các chất chứa trong nhóm này có thể dễ dàng tách ra khỏi nước thải bằngphương pháp trọng lực

Nhóm 2: Gồm các chất phân tán dạng keo với kích thước hạt của nhóm này nằmtrong khoảng 10-4-10-6mm Chúng gồm 2 loại keo: keo ưa nước và keo kị nước

- Keo ưa nước được đặc trưng bằng khả năng liên kết giữa các hạt phân tánvới nước Chúng thường là những chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn:hydratcacbon (xenlulo, tinh bột), protit (anbumin, hemoglobin)

- Keo kị nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhôm, silic) không có khả năng liên kếtnhư keo ưa nước

- Thành phần các chất keo có trong nước thải chiếm 35-40% lượng các chất lơlửng Do kích thước nhỏ bé nên khả năng tự lắng của các hạt keo là khókhăn Vì vậy, để các hạt keo có thể lắng được, cần phá vỡ độ bền của chúngbằng phương pháp keo tụ hóa học hoặc sinh học

Nhóm 3: Gồm các chất hòa tan có kích thước hạt phân tử nhỏ hơn 10-7mm Chúngtạo thành hệ một pha còn gọi là dung dịch thật Các chất trong nhóm 3 rất khácnhau về thành phần Một số chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu, mùi,BOD, COD,… được xác định thông qua sự có mặt các chất thuộc nhóm này và để

xử lí chúng thường sử dụng biện pháp hóa lí và sinh học

Nhóm 4: Gồm các chất trong nước thải có kích thước hạt nhỏ hơn hoặc bằng 10

-8mm (phân tán ion) Các chất này chủ yếu là axit, bazơ và các muối của chúng Mộttrong số đó như các muối amonia, phosphat được hình thành trong quá trình xử lí

3.1.2 Tính chất của nước thải sinh hoạt

Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng trong thiết kế, vận hành hệ thống xử

lý và quản lý chất lượng môi trường, sự dao động về lưu lượng và tính chất nướcthải quyết định tải trọng thiết kế cho các công trình đơn vị

Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tậpquán sinh hoạt, mức sống của người trong Công ty, mức độ hoàn thiện của thiết bị,trạng thái làm việc của thiết bị thu gom nước thải Lưu lượng nước thải thay đổi tuỳtheo điều kiện tiện nghi cuộc sống, tập quán dùng nước của từng dân tộc, điều kiện

tự nhiên và lượng nước cấp Lưu lượng nước thải của Công ty CP SX-DV-TM-XDThành Tài Long An được xác định dựa vào lượng người lao động trong Công ty vàtiêu chuẩn thải nước

Còn nồng độ bẩn của nước thải sinh hoạt được xác định theo tải lượng chất bẩntính cho một người trong ngày đêm, tham khảo ở bảng 1 Đặc tính của bùn tự hoạitrong nước thải sinh hoạt ở bể tự hoại có thể tham khảo ở bảng 2

Bảng 3.1 - Tải lượng chất bẩn tính cho một người trong ngày đêm

Chỉ tiêu

Tải lượng chất bẩn (g/người.ngày đêm) Các Quốc gia đang

phát triển gần gũi với Việt Nam.

Theo Tiêu chuẩn TCXD – 51-84 của Việt Nam

(Nguồn: Tiêu chuẩn Xây Dựng TCXD - 51- 84)

-Bảng 3.2- Đặc tính của bùn tự hoại trong nước thải sinh hoạt

Chỉ tiêu

Tải trọng chất bẩn (g/người.ngày đêm) Các Quốc gia đang

phát triển gần gũi với Việt Nam.

Theo Tiêu chuẩn TCXD – 51-84 của Việt Nam

( Nguồn: trang 10, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết)

3.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính của quy trình xử lý baogồm :

Cơ học Lắng cặn

Tách rácLọc qua lưới lọcLàm thoángLọc qua lớp vật liệu lọc, lọc qua màngTuyển nổi và vớt bọt

Khử khíKhuấy trộn pha loãng

Hóa học Oxi hóa – khử: Clo hóa, Ozon hóa, làm thoáng, điện

giải, UVTrung hòa bằng dung dịch axit hoặc kiềmKeo tụ tạo bông

Hấp thụ và hấp phụTrao đổi ion

Sinh học  Xử lý hiếu khí

-Bùn hoạt tính+Bể Aerotank thôngthường

+Cấp từng bậc+Tăng cường+Mương oxy hóa+Từng mẻ (SBR)+Khử Nitơ

+Ổn định cặn trongmôi trường hiếu khí

- Sinh trưởng dính bám+Lọc sinh học

+Aerotank tiếp xúc+Lọc sinh học kết hợplàm thoáng

+Đĩa sinh học+Tiếp xúc lơ lửng

 Xử lý yếm khí+Bể UASB+Bể lọc yếm khí+Bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ+Hồ yếm khí

+Ổn định cặn trong môi trường yếm khí – bểmetan

(Theo tài liệu PGS.TS Hoàng Văn Huệ chủ biên & PGS.TS Trần Đức Hạ)

3.2.1 Xử lý cơ học

Xử lý cơ học gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽkhông thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó Xử lý cơ học nhằm tách cácchất lơ lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nước thải, cặn có kích thước lớn loại bỏ bằngsong chắn rác Cặn vô cơ (cát, sạn, mảnh kim loại…) được tách ra khi qua bể lắngcát Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếptheo và là bước ban đầu cho xử lý sinh học Đối với nhà máy sản xuất, trong xử lýnày thường có các thiết bị như: song chắn rác (SCR), bể vớt dầu, bể tuyển nổi, bểlắng đợt một, bể lọc

Song chắn rác, lưới lọc thường được đặt trước trạm bơm trên đường tập trung

nước thải chảy vào hầm bơm, nhằm bảo vệ bơm không bị rác làm nghẹt SCR vàlưới chắn rác thường đặt vuông góc hoặc đặt nghiêng 45÷900 so với dòng chảy.Vận tốc nước qua SCR giới hạn từ 0,6 ÷1m/s Vận tốc cực đại dao động trongkhoảng 0,75 ÷1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song Vận tốc cực tiểu là0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải SCR và lưới chắn rác dùng để chắn giữcác cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi như giấy, rau cỏ, rác và các loại khácđược gọi chung là rác Rác được lấy bằng thủ công, hay bằng các thiết bị tự độnghoặc bán tự động Rác sau khi thu gom thường được vận chuyển đến bãi chôn lấp

Bể tách dầu mỡ được sử dụng để vớt bọt giúp loại bỏ dầu, mỡ và các chất hoạt

Bể lắng cát tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn

như xỉ than, đất, cát,… chủ yếu là cát Trong trạm xử lý nước thải, nếu cát khôngđược tách khỏi nước thải, có thể ảnh hưởng lớn đến các công trình phía sau như cátlắng lại trong các bể gây khó khăn cho công tác lấy cặn (lắng cặn trong ống,mương,…), làm mài mòn thiết bị, rút ngắn thời gian làm việc của bể methane dophải tháo rửa cặn ra khỏi bể Với các trạm xử lý khi lưu lượng nước thải >100m3/ngày đêm cần thiết phải có bể lắng cát Theo hướng dòng chảy của nước thải

ở trong bể lắng cát, người ta phân loại: bể lắng cát ngang (đơn giản, dễ thi công), bểlắng cát đứng (diện tích nhỏ, quá trình vận hành phức tạp), bể lắng cát sục khí.Trong thực tế xây dựng thì bể lắng ngang được sử dụng rộng rãi nhất

Bể lắng đợt 1: có chức năng:

- Loại bỏ các chất rắn lắng được mà các chất này có thể gây nên hiện tượngbùn lắng trong nguồn tiếp nhận

- Tách dầu, mỡ hoặc các chất nổi khác

- Giảm tải trọng hữu cơ cho công trình xử lý sinh học phía sau Bể lắng đợt 1khi vận hành tốt có thể loại bỏ 50 ÷70% SS, và 25 ÷ 40% BOD5

Hai thông số thiết kế quan trọng cho bể lắng là tải trọng bề mặt (32÷

45m3/m2.ngày) và thời gian lưu nước (1.5 ÷ 2.5h).

Bể lắng thường có dạng hình chữ nhật (lắng ngang) hoặc hình tròn (lắng ly tâm)

Hệ thống thu gom bùn lắng và gạn chất nổi là bộ phận quan trọng của bể lắng

Bể lắng đợt 1 được đặt trước bể xử lý sinh học Trước khi vào bể Aerotank hoặc

bể lọc sinh học, hàm lượng chất lơ lửng trong nước không được quá 150mg/l Thờigian lắng không dưới 1,5 giờ

Bể lắng đợt 2: có nhiệm vụ lắng các bông cặn có khả năng liên kết và có nồng

độ lớn trên 1.000mg/l Tốc độ lắng của bể phụ thuộc vào nồng độ cặn Thời gianlắng và tải trọng bùn trên một đơn vị diện tích bề mặt là những thông số quyết định

Đó là những thông số và đặc tính của bùn hoạt tính ở bể Aerotank dùng để thiết kế

bể lắng đợt 2

Bể lọc: Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ

bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu chomột số loại nước thải công nghiệp

Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD

Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30 ÷ 35%

theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học

Các loại bể lọc giúp loại bỏ cặn lơ lửng làm cho nước trong trước khi xả ranguồn tiếp nhận Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi qua bể lọc nước thảiđược khử trùng và xả vào nguồn

3.2.2 Xử lý hóa học

Thực chất của phương pháp xử lý hóa học là đưa vào nước thải chất phản ứngnào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành chất khácdưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hay gây ô nhiễm môi trường

Xử lý hóa học nhằm nâng cao chất lượng của nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lýcủa các công đoạn sau đó

Ví dụ:

- Dùng axit hay vôi để điều chỉnh pH

- Dùng than hoạt tính, Clo, Ozon để khử các chất hữu cơ khó oxy hóa, khửmàu, mùi, khử trùng

- Dùng bể lọc trao đổi ion để khử kim loại nặng

Phương pháp xử lý hóa học thường được áp dụng để xử lý nước thải côngnghiệp Đối với nước thải sinh hoạt, xử lý hóa học thường chỉ dùng hóa chất để khử

Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gâybệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nướcthải

Trong điều kiện tự nhiên, xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học cho hiệusuất xử lý và khử trùng cao nhất, đạt tới 99,9%, còn các công trình xử lý sinh họctrong điều kiện nhân tạo chỉ đạt được 91 – 98%

Khử trùng nước thải có nhiều phương pháp Hiện nay những phương pháp hayđược sử dụng là:

- Dùng clo hơi qua thiết bị định lượng clo

- Dùng hypoclorit – canxi dạng bột – Ca(ClO)2 – hòa tan trong thùng dungdịch 3÷5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc.

- Dùng hypoclorit natri, nước javel NaClO

- Dùng clorua vôi, CaOCl2

- Dùng ozon thường được sản xuất từ không khí bằng máy tạo ozon đặt trongnhà máy xử lý nước thải Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hòa tan vàtiếp xúc

- Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản ra Đèn phát tia cựctím đặt ngập trong dòng chảy nước thải

Trong các phương pháp trên, khi khử trùng nước thải người ta hay dùng clonước tạo hơi và các hợp chất của clo vì clo là hóa chất được các ngành công nghiệpdùng nhiều và có sẵn trên thị trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả khử trùngcao

Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra làm hai loại: xử lý hiếu khí và xử lýyếm khí trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan.

Những công trình xử lý sinh hóa phân thành 2 nhóm:

- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên

- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhântạo

Những công trình xử lý sinh học thực hiện trong điều kiện tự nhiên là: cánhđồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… Quá trình xử lý diễn ra chậm, dựa chủ yếu vàoôxy và vi sinh có ở trong đất và nước Do đó, những công trình này đòi hỏi diện tíchlớn và thời gian xử lý dài

Những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo là: bể lọc sinh học(Biophin), bể làm thoáng sinh học (Aerotank) Do các điều kiện nhân tạo, có sự tínhtoán và tác động của con người và máy móc mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn,cường độ mạnh hơn, diện tích nhỏ hơn

Đa phần nhà máy sản xuất được xây dựng tại các Khu Chế Xuất, Khu CôngNghiệp của các thành phố lớn, diện tích cho hệ thống xử lý nước thải là hạn chế Do

đó, công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo thường được sử dụng nhiềuhơn

Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có thể đạt mức hoàn toàn (xử

lý sinh học hoàn toàn) với BOD giảm tới 90 – 95% và không hoàn toàn với BODgiảm tới 40 – 80%

Giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học Bể lắng sau giaiđoạn xử lý cơ học gọi là bể lắng đợt 1 Còn bể được gọi là bể lắng đợt 2 là để chắngiữ màng sinh học (sau bể Biophin) hoặc bùn hoạt tính (sau bể Aerotank) Nướcthải sau khi được xử lý sinh học luôn được qua bể khử trùng trước khi xả vào nguồnthải nhằm tiêu diệt triệt để các loại vi khuẩn, vi trùng gây bệnh

Mục đích của quá trình xử lý nước thải là loại bỏ cặn lơ lửng, các hợp chất hữu

cơ, các chất độc hại, vi khuẩn và vi rút gây bệnh đến nồng độ cho phép theo tiêuchuẩn xả và nguồn tiếp nhận

a) Bể tự hoại: Công trình XLNT bằng phương pháp sinh học kị khí

Bể tự hoại là công trình xử lý đồng thời làm hai chức năng: lắng nước thải vàphân hủy cặn lắng Trong mỗi bể tự hoại đều có hai phần: phần trên là nước thảilắng, phần dưới là cặn lắng Cặn lắng giữ lại ở trong bể từ 3 – 6 tháng, dưới tácđộng của các vi sinh vật kỵ khí các chất hữu cơ được phân hủy, một phần tạo thànhcác khí (CH4, CO2, H2S…), phần khác tạo thành các chất vô cơ

Nước thải lắng trong bể tự hoại với thời gian từ 1÷3 ngày, do vận tốc bé nên

phần lớn cặn lơ lửng lắng lại Vì vậy, đạt hiệu suất lắng cao, có thể đạt từ 40 ÷60%,

phụ thuộc vào nhiệt độ, chế độ quản lý và vận hành trong bể

Bể tự hoại có thể có hình chữ nhật hoặc nhiều giếng tròn liên kết Chúng đượcxây dựng bằng gạch, đá, hay bê tông cốt thép Bể có thể có một hay nhiều ngăn Đểchất lượng nước thải sau khi qua bể tự hoại tốt hơn, thông thường bể thiết kế haiđến ba ngăn Với ngăn đầu tiên là ngăn chứa, dung tích chiếm từ 50 ÷75% dung

tích toàn bể Còn ngăn thứ hai và ngăn thứ ba chiếm khoảng 25% dung tích toàn bể

Hình 3.1 - Sơ đồ cấu tạo bể tự hoại

a) Bể tự hoại hai ngăn; b) Bể tự hoại ba ngăn

Để dẫn nước thải vào và ra khỏi bể người ta phải nối ống bằng phụ kiện Tê vớiđường kính tối thiểu là 100mm với một đầu ống đặt dưới lớp màng nổi, đầu kiađược nhô lên phía trên để tiện việc kiểm tra, tẩy rửa và không cho lớp cặn nổi trong

bể chảy ra đường cống Cặn trong bể tự hoại được lấy theo định kì Mỗi lần lấy phải

để lại khoảng 20% lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men cho bùn cặntươi mới lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân huỷ cặn

b) Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

Phương pháp xử lý qua đất: Thực chất của quá trình xử lý là: khi lọc nước

thải qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng Những chấtnày tạo ra một màng gồm rất nhiều vi sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất,màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải Những vi sinh vật sẽ

xử dụng ôxy của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thànhcác hợp chất khoáng Các công trình xử dụng phương pháp xử lý qua đất là: Cánhđồng tưới,cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới công cộng hoặc cánh đồng lọc: là những mảnh ruộng được

san bằng hoặc dốc không đáng kể và được ngăn bằng những bờ đất Nước thải đượcphân phối vào những mảnh ruộng đó nhờ mạng lưới tưới và sau khi lọc qua đất lạiđược qua một mạng lưới khác để tiêu đi

Hồ sinh vật : Là hồ xử lý sinh học, có nhiều tên gọi khác như: hồ oxy hóa, hồ ổn

không phải là quá trình chính mà chỉ tạo điều kiện thuận lợi cung cấp cho quá trình

mà thôi Vai trò xử lý chủ yếu ở đây vẫn là vi sinh vật

c) Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều

Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí có thể kể đếnnhư: bể Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc(vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúcquay…

Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau :

Chất hữu cơ + vi sinh vật + ôxy ( NH3 + H2O + năng lượng + tế bàomới)

Hay có thể viết :

Chất thải + bùn hoạt tính + không khí (Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư)

Bể Aerotank

Bể Aerotank là công trình làm bằng bê tông, bê tông cốt thép, với mặt bằngthông dụng là hình chữ nhật Hỗn hợp bùn và nước thải cho chảy qua suốt chiều dàibể.

Nước thải sau khi xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hoà tancùng các chất lơ lửng đi vào Aerotank Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và

có thể là các hợp chất hữu cơ chưa phải là dạng hoà tan Các chất lơ lửng làm nơi vikhuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển dần thành các hạt cặn bông Các hạtnày dần to và lơ lửng trong nước Chính vì vậy, xử lí nước thải ở Aerotank được gọi

là quá trình xử lí với sinh trưởng lơ lửng của quần thể vi sinh vật Các bông cặn nàycũng chính là bông bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn màu nâu sẫm, làbùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơchứa trong nước thải Thời gian lưu nước trong bể Aerotank là từ 1÷8 giờ, khôngquá 12 giờ

Yêu cầu chung của các bể Aerotank là đảm bảo bề mặt tiếp xúc lớn giữa khôngkhí, nước thải và bùn

Yêu cầu chung khi vận hành là nước thải đưa vào Aerotank cần có hàm lượng

SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l, pH =6,5÷9, nhiệt độ không nhỏ hơn 30oC

Phân loại bể aerotank theo sơ đồ vận hành

Bể Aerotank truyền thống

Sơ đồ vận hành của bể Aerotank truyền thống như sau:

Xả bùn tươi

Nước thải

Tuần hoàn bùn hoạt tính

Bể lắng đợt 2

Hình 3.2 : Sơ đồ làm việc của bể Aeroatnk truyền thống.

Bể Aerotank với sơ đồ nạp nước thải vào theo bậc

Bể lắng

đợt 1

Bể lắng đợt 2

Bùn hoạt tính Xả bùn tươi

Xả ra nguồn tiếp nhận Nước thải

Xả bùn hoạt tính Bể Aerotank

Nước thải Bể

lắng đợt 1

Xả bùn tươi

Xả bùn hoạt tính

Bể lắng đợt 2

Tuần hoàn bùn hoạt tính

Bể Aerotank

Xả ra nguồn tiếp nhận

Hình 3.3 : Sơ đồ làm việc của Aerotank nạp theo bậc.

Bể Aerotank cĩ hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dịng chảy

Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảm dần từ đầu đến cuối bể do đĩnhu cầu cung cấp ơxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ Ở đầu vào của

bể cần lượng ôxy lớn hơn do đó phải cấp không khí nhiều hơn ở đầu vào và giảmdần ở các ô tiếp sau để đáp ứng cường độ tiêu thụ không đều ôxy trong toàn bể Ưuđiểm của bể dạng này là:

- Giảm được lượng không khí cấp vào tức giảm công suất của máy nén

- Không có hiện tượng làm thoáng quá mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của vikhuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ

Bể Aerotank tải trọng cao.

Những bể Aerotank cao tải được coi là những bể có sức tải chất bẩn cao và chohiệu suất làm sạch cũng cao Có thể áp dụng khi yêu cầu xử lý để nước đầu ra cóchất lượng loại C hoặc dưới loại B Nước qua bể lắng đợt I hoặc chỉ qua lưới chắnrác, sau đó trộn đều với 10 ÷ 20% bùn tuần hoàn, đi vào bể Aerotank để làm thoángtrong khoảng thời gian từ 1÷3 giờ Nồng độ bùn hoạt tính trong bể ( 1000 mg/l.Bằng cách điều chỉnh lượng khí cấp vào và lượng bùn hoạt tính tuần hoàn, có thểthu được hiệu quả xử lý đạt loại C và gần loại B

Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact Stabilitation)

Nước từ bể lắng đợt 1 được trộn đều với bùn hoạt tính đã được tái sinh (bùn đãđược xử lý đến ổn định trong ngăn tái sinh) đi vào năng tiếp xúc của bể, ở ngăn tiếpxúc bùn hấp phụ và hấp thụ phần lớn các chất keo lơ lửng và chất bẩn hòa tan cótrong nước thải với thời gian rất ngắn khoảng 0,5 ( 1 giờ rồi chảy sang bể lắng đợt

2 Bùn lắng ở đáy bể lắng 2 được bơm tuần hoàn lại bể tái sinh Ở bể tái sinh, bùnđược làm thoáng trong thời gian từ 3 ( 6 giờ để ôxy hóa hết các chất hữu cơ đã hấpthụ Bùn sau khi tái sinh rất ổn định Bùn dư được xả ra ngoài trước ngăn tái sinh

Ưu điểm của dạng bể này là bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu được sự dao độngcủa lưu lượng và chất lượng nước thải

Tuần hoàn bùn

Bể Aerotank Ngăn tái sinh bùn hoạt tính Ngăn tiếp xúc

Bể lắng

đợt 1

Nước thải

Xả bùn tươi

nguồn tiếp nhận

Bể lắng đợt 2

Xả bùn hoạt tính thừa

Xả ra

Hình 3.4: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank cĩ ngăn tiếp xúc.

Bể làm thống kéo dài

Tuần hoàn bùn hoạt tính

Bể Aerotank làm thoáng kéo dài

20 -30 giờ lưu nươc trong bể Nước thải

Lưới chắn rác

Bể lắng đợt 2

Xả ra nguồn tiếp nhận

Định kỳ xả bùn hoạt tính thừa

Hình 3.5 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thống kéo dài.

Bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh

Xả bùn tươi

Bể lắng

Xả ra Máy khuấy bề mặt

Hình 3.6 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh.

Ưu điểm chính của sơ đồ làm việc theo nguyên tắc khuấy trộn hồn chỉnh là:pha lỗng ngay tức khắc nồng độ của các chất ơ nhiễm trong tồn thể tích bể, khơng

xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp choloại nước thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng.

Mương ôxy hóa

Mương ôxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh códạng vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùnhoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương

Quá trình vi sinh dính bám

Phần lớn vi khuẩn có khả năng sinh sống và phát triển trên bề mặt vật rắn, khi

có đủ độ ẩm và thức ăn là các hợp chất hữu cơ, muối khoáng và ôxy Chúng dínhbám vào bề mặt vật rắn bằng chất Gelatin do chính vi khuẩn tiết ra và chúng có thể

dễ dàng di chuyển trong lớp Gelatin dính bám này Đầu tiên vi khuẩn cư trú hìnhthành tập trung ở một khu vực, sau đó màng vi sinh không ngừng phát triển, phủ kíntoàn bộ bề mặt vật rắn bằng một lớp tế bào Chất dinh dưỡng (hợp chất hữu cơ,muối khoáng) và ôxy có trong nước thải cần xử lý khuếch tán qua màng biofilm vàotận lớp xenlulô

Sau một thời gian, sự phân lớp hoàn thành: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí, đượcôxy khuếch tán xâm nhập, lớp giữa là lớp tùy nghi, lớp trong là lớp yếm khí không

có ôxy Bề dày của các lớp này phụ thuộc vào loại vật liệu đỡ (vật liệu lọc) Bề dàylớp hoạt tính hiếu khí thường khoảng 300 ÷ 400 m

Bể Aerotank dính bám

Bể Aerotank dính bám là một loại bể Aerotank cải tiến Cấu tạo và chức năngcủa bể Aerotank dính bám cũng giống bể Aerotank bùn hoạt tính Bên trong bểAerotank có các vật liệu làm giá thể tiếp xúc cho các vi sinh vật dính bám và pháttriển, các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng làCO2 và H2O làm giảm nồng độ bẩn trong nước thải

Bể lọc sinh học

Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ cótrong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc Trong bểthường chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám

Bể lọc sinh học thường được phân chia thành hai dạng: bể lọc sinh học nhỏ giọt

và bể lọc sinh học cao tải Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một bểlọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn

Bể lọc sinh học nhỏ giọt thường dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải,giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với lưu lượng nướcthải không quá 1000 m3/ngđ

Bể lọc sinh học cao tải có những đặc điểm: tải trọng nước tới

10 ÷ 30m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt

Tháp lọc sinh học: những tháp lọc sinh học có thể xử dụng ở các trạm xử lý vớilưu lượng dưới 50000m3/ngđ, với điều kiện địa hình thuận lợi và nồng độ nước thảisau khi làm sạch BOD là 20÷25mg/l

Bể lọc sinh học là công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện nhân tạonhờ vi sinh vật hiếu khí Trong bể có bố trí các lớp vật liệu lọc, khi nước thải đi qua

bể thấm vào lớp vật liệu lọc thì các cặn bẩn sẽ bị giữ lại tạo thành màng gọi là màng

vi sinh Vi sinh này hấp phụ các chất hữu cơ và nhờ có oxy mà quá trình oxy đượcthực hiện Những màng vi sinh đã chết sẽ cùng với nước thải ra khỏi bể và được giữlại ở bể lắng đợt hai Một số bể Biophin thường gặp:

• Khả năng chịu tải: Bể Biophin nhỏ giọt, Biophin cao tải

• Khả năng làm thoáng: Biophin làm thoáng tự nhiên, làm thoáng nhân tạo

• Chế độ làm việc: Biophin làm việc liên tục, Biophin làm việc gián đoạn

• Theo mức độ xử lý: Biophin xử lý hoàn toàn và Biophin xử lý không hoàntoàn

• Theo công nghệ: Biophin một bậc hay hai bậc

Hình 3.7 Sơ đồ xử lý nước thải theo quá trình sinh trưởng dính bám hiếu khí

Vi khuẩn trong màng vi sinh dính bám hoạt động có hiệu quả cao hơn vi khuẩntrong môi trường thể tích (hạt cặn lơ lửng) Tuy nhiên, cấu trúc của màng sinh họcrất phức tạp, không đồng đều do đó không thể xác định chính xác những thông số lýhọc và những hệ số của mô hình, mối quan hệ theo kinh nghiệm dựa trên thựcnghiệm quan sát được sử dụng cho thiết kế Kích thước công trình to lớn và đòi hỏitrình độ vận hành cao so với bể sinh học lơ lửng

Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)

Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC – Rotating Biological Contactors) được ápdụng đầu tiên ở CHLB Đức năm 1960 và hiện nay đã được sử dụng rộng rãi để xử

lý BOD và Nitrat hóa RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinylchloride đặt gần sát nhau Đĩa nhúng chìm khoảng 40% trong nước thải và quay ởtốc độ chậm Khi đĩa quay, màng sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ cótrong nước thải và sau đó tiếp xúc với ôxy Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy

và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí Đồng thời đĩa quay còn tạo nên lựccắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơlửng để đưa qua bể lắng đợt II

Khác với quần thể vi sinh vật ở bùn hoạt tính, thành phần loài và và số lượngcác loài là tương đối ổn định Vi sinh vật trong màng bám trên đĩa quay gồm các vikhuẩn kị khí tùy tiện như: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, … các visinh vật hiếu khí như: Bacillus (thường thì có ở lớp trên của màng) Khi lượngkhông khí cung cấp không đủ thì vi sinh vật tạo thành màng mỏng gồm các chủng

vi sinh vật yếm khí như: Desulfovibrio và một số vi khuẩu sunfua, trong điều kiệnyếm khí vi sinh vật thường tạo mùi khó chịu Nấm và vi sinh vật hiếu khí phát triển

ở màng trên, và cùng tham gia vào việc phân hủy các chất hữu cơ Sự đóng gópnấm chỉ quan trọng trong trường hợp pH nước thải thấp, hoặc các loại nước thải

công nghiệp đặc biệt, vì nấm không thể cạnh tranh với các loại vi khuẩn về thức ăntrong điều kiện bình thường.

Bể sinh học theo mẻ SBR

Thực chất của bể sinh học hoạt động theo mẻ (SBR - Sequence Batch Reactor)

là một dạng của bể Aerotank Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua songchắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể Bể Aerotank làmviệc theo mẻ liên tục có ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khivận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí

Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp được thực hiện theo 5 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể Nước thải đã qua song chắn rác và bể lắng

cát, tách dầu mỡ, tự chảy hoặc bơm vào bể đến mức định trước

Giai đoạn 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục

khí hay làm thoáng bề mặt để cấp ôxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp Thờigian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý

Giai đoạn 3: Lắng trong nước Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu

quả thủy lực của bể đạt 100% Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúcsớm hơn 2 giờ

Giai đoạn 4: Tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp

nhận

Giai đoạn 5: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời

gian vận hành 4 quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể Ởnhững công ty có dòng chảy đều có thể bố trí lịch hoạt động để rút thời gian xuốngcòn bằng 0

Bể USBF

Công nghệ lọc dòng ngược bùn sinh học USBF (Upflow Sludge Blanket Filter) được thiết kế dựa trên mô hình động học xử lý BOD, nitrate hoá (nitrification) và

khử nitrate hóa (denitrification) của Lawrence và McCarty, Inc lần đầu tiên được

giới thiệu ở Mỹ những năm 1900 sau đó được áp dụng ở châu Âu từ 1998 trở lạiđây Tuy nhiên, đối với Việt Nam, hiện nay USBF lại là công nghệ mới, đượcnghiên cứu và ứng dụng trong những năm gần đây

Theo “Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị bằng công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng ngược USBF (The Upflow Sludge Blanket Filter)” của Trương Thanh Cảnh,

Trần Công Tấn, Nguyễn Quỳnh Nga, Nguyễn Khoa Việt Trường, trường đại họcKhoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM, mô hình USBF rất thích hợp cho xử lý nước thải

đô thị Hiệu quả xử lý COD, BOD5, nitơ và phospho tương ứng vào khoảng 85%,90%, 94% và 75% Bùn hoạt tính thích nghi rất nhanh với đặc tính của nước thải vàđiều kiện vận hành của mô hình Việc kết hợp 3 modul trong một quá trình xử lý tạo

ra ưu điểm lớn trong việc nâng cao hiệu quả xử lý Với sự kết hợp này sẽ đơn giảnhoá hệ thống xử lý, tiết kiệm vật liệu và năng lượng chi phí cho quá trình xây dựng

và vận hành hệ thống

Bể USBF gồm 3 module chính: ngăn thiếu khí (anoxic), ngăn hiếu khí (aerobic)

và ngăn lọc bùn sinh học dòng ngược (USBF) Mương chảy tràn thu nước đầu vàonhằm hạn chế tác động của dòng vào đối với ngăn thiếu khí và tăng hiệu quả xáo trộngiữa dòng nước thải đầu vào và bùn tuần hoàn Mương chảy tràn và thu nước đầu ra,ống thu bùn, bộ phận sục khí Các thiết bị cần thiết bao gồm: 1 máy bơm định lượngbơm nước thải đầu vào, 1 bơm bùn và 1 máy thổi khí

Hình 3.8 - Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bể USBF

Nguyên tắc hoạt động của mô hình (Hình 2.2): Mô hình được thiết kế nhằm

kết hợp các quá trình loại bỏ carbon (COD, BOD), quá trình nitrat hoá/khử nitrat vàquá trình loại bỏ dinh dưỡng (N và P) Nước thải được loại bỏ rắn, sau đó, đượcbơm vào mương chảy tràn thu nước đầu vào cùng trộn lẫn với dòng tuần hoàn bùn.Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính chảy vào ngăn thiếu khí Ngăn này có vai trònhư là ngăn chọn lọc thiếu khí (Anoxic Selector) thực hiện hai cơ chế chọn lọc độnghọc (Kinetic Selection) và chọn lọc trao đổi chất (Metabolism Selection) để làmtăng cường hoạt động của vi sinh vật tạo bông nhằm tăng cường hoạt tính của bôngbùn và kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi gây vón bùn và nổi bọt.Quá trình loại bỏ cacbon, khử nitrat và loại bỏ photpho diễn ra trong ngăn này Sau

đó, nước thải chảy qua ngăn hiếu khí nhờ khe hở dưới đáy ngăn USBF Ở đây, ôxyđược cung cấp nhờ các ong cung cấp khí thông qua máy thôi khí Nước thải saungăn hiếu khí chảy vào ngăn USBF và di chuyển từ dưới lên, ngược chiều với dòngbùn lắng xuống theo phương thẳng đứng Đây chính là công đoạn thể hiện ưu điểmcủa hệ thống do kết hợp cả lọc và xử lý sinh học của chính khối bùn hoạt tính Phầnnước trong đã được xử lý phía trên chảy tràn vào mương thu nước đầu ra Một phầnhỗn hợp nước thải và bùn trong ngăn này được tuần hoàn trở laị ngăn thiếu khí.Công nghệ USBF để xử lý nước thải sinh hoạt và đô thị, là công nghệ cải tiếncủa quá trình bùn hoạt tính trong đó kết hợp 3 quá trình Anoxic, Aeration và lọc

sinh học dòng ngược trong một đơn vị xử lý nước thải Chính vì vậy bể USBF thểhiện nhiều ưu điểm, với chi phí đầu tư, chi phí vận hành và bảo trì thấp nhưng đemlại hiệu qua xử lý cao, hạn chế mùi, lượng bùn sinh ra ít Sự kết hợp 3 module trongcùng một bể có thể tiết kiệm được mặt bằng sử dụng.

Để chọn được phương pháp xử lí sinh học hợp lí cần phải biết hàm lượng chấthữu cơ (BOD, COD) trong nước thải Các phương pháp lên men kị khí thường phùhợp khi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao Đối với nước thải hàm lượng chấthữu cơ thấp và tồn tại chủ yếu dưới dạng chất keo và hoà tan thì cho chúng tiếp xúcvới màng vi sinh vật là hợp lí Cơ sở chọn lựa các phương pháp xử lí sinh học nướcthải thể hiện qua bảng 3.4

Bảng 3.4 - Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý nước thải bằng sinh học Hàm lượng BOD 5 của

nước thải

Chất hữu cơ không hoà tan

Chất hữu cơ dạng keo

Chất hữu cơ hoà tan

Hình 3.9 Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Công ty TNHH Hong IK Vina

3.4.2 Nhà máy Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Xí nghiệp Cao su Hóc Môn, công suất 60m 3 /ngày.đêm

GVHD: TS Đặng Viết Hùng Trang 33

SVTH : Nguyễn Thị Mộng Hoài

Bể khử trùng Clorine

Nước nhà ănHầm tự hoại

Hình 3.10 Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Xí nghiệp Cao su Hóc Môn

3.4.3 Nhà máy Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt Xí nghiệp Cao su Bình Dương, công suất 50m 3 /ngày.đêm

Hình 3.11 Sơ đồ công nghệ XLNT Sinh hoạt Xí nghiệp Cao su Bình Dương

CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH, ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG

NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Nước thải nhà ăn

4.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ

4.1.1 Giới thiệu về công trình

• Tên công trình : Công ty CP SX-DV-TM-XD Thành Tài Long An

• Hạng mục : Trạm xử lý nước thải sinh hoạt

• Công suất : 80m3/ngày.đêm

• Địa điểm xây lắp : Cụm CN Long Định, Xã Long Định, Huyện CầnĐước, Tỉnh Long An

• Chủ đầu tư : Công ty CP SX-DV-TM-XD Thành Tài Long An

4.1.2 Điều kiện mặt bằng, tự nhiên nơi xây dựng hệ thống