thiết kế bể xử lý hiếu khí nước thải sinh hoạt, đô thị

trình bày về thiết kế bể xử lý hiếu khí nước thải sinh hoạt, đô thị

Phần I Mở Đầu Nớc tài sản chung nhân loại, bốn nhân tố tạo nên môi trờng, có vai trò quan trọng việc đảm bảo sống ngời sinh vật Không có nớc sống muôn loại hình tinh tồn đợc Con ngời khai thác nớc từ nguồn tự nhiên sử dụng cho nhiều mục đích khác nh phục vụ ăn uống, sinh hoạt ngời, nớc dùng cho mục đích hoạt động nông nghiệp, cho sản xuất công nghiệp, cho hoạt động giao thông, cho nhiều hình thức dịch vụ N Nớc sau đợc sử dụng cho mục đích lại đợc thải lại vào nguồn nớc nơi mà ngời đà khai thác cho mục đích sử dụng Tất hoạt động thiếu quản lý hay hiểu biết đà dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nớc nhiều lúc nhiều nơi ô nhiếm đà trở nên trầm trọng Nớc có vai trò quan trọng sống nhng nớc vô tận Khoảng 97% khối lợng nớc bề mặt trái đất nớc mặn, có phần nhỏ ngn níc ngät, ngêi cã thĨ khai th¸c mét phần nhỏ lợng nứoc phục vụ cho nhu cầu Nguồn nớc vốn đà hạn chế lại trở nên hạn chế nhu cầu ngày tăng ngời Vởy mà nhiều khu vực kể nớc mặt lẫn nớc ngầm bị ô nhiễm nghiêm trọng nớc thải không đợc xử lý từ nhà máy, xí nghiệp, từ loại dịch vụ từ khu vực đô thị đà đợc thải vào nguồn nớc nhận Đà có nhiều báo cáo ô nhiẽm nớc số khu vực giới, đặc biệt đô thị khu công nghiệp lớn Việt Nam, bảo vệ tài nguyên nớc khỏi bị cạn kiệt tránh ô nhiễm nguồn nớc gây ảnh hởng đến sức khoẻ cộng đồng vấn đề đợc xà hội quan tâm nhiều Nhiều sách đà đợc áp dụng nhằm bảo vệ nguồn nớc, ngăn chặn hành vi gây ô nhiễm nguồn nớc Đặc trng nớc thải sinh hoạt chứa nhiều tạp chất khác nhau, có khoảng 52% hợp chất hữu cơ, 48% chất vô nh: chất tẩy rửa, cac chất lắng đợc nh không lắng đợc, in amôn, ion photphat số lớn vi sinh vật Phần lớn vi sinh vật dạng vi khuẩn gây bệnh: tả, lỵ, thơng hàn N Nh thải trực tiếp nớc thải sinh hoạt nguồn tiếp nhận gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận Do vậy, nớc thải sinh hoạt buộc phải đợc xử lý trớc thải môi trờng Để góp phần vào việc xử lý môi trờng nói chung làm nớc ô nhiễm nói riêng, sở tái sử dụng nớc, bảo vệ nguồn nớc tiếp nhận bảo vệ chất lợng thuỷ vực gần khu dân c, lựa chọn đề tài thiết kế có tên là: Thiết kế bể xử lý hiếu khí nớc thải sinh hoạt , đô thị Phần II Tổng Quan I.Khái niệm nớc thải Nớc thải nớc sau đà đợc sử dụng với mục đích khác Một cách phân loại nớc thải phân loại nớc thải theo nguồn gốc phát sinh chúng Theo cách phân loại này, có loại nớc thải sau: Nớc thải sinh hoạt Là nớc thải đợc thải từ khu dân c, khu hoạt động thơng mại, khu vực công sở, trờng học sở tơng tự khác Nớc thải công nghiệp dịch vụ: Là nớc thải đợc thải từ trình công nghệ hay dịch vụ có xử dụng nớc thành phần nớc thải phụ thuộc vào công nghệ hay dịch vụ Nớc thải sản xuất nông nghiệp: Thờng nớc tới tiêu trồng trọt hay nớc từ khu vực chăn nuôi trồng trọt: chất hữu cơ, phân hoá học, thuốc trừ sâu Nớc thải bệnh viện: Số lợng vi sinh vật lớn đa dạng, nhiều vi sinh vật gây bệnh đặc biệt bệnh truyền nhiễm, hoá chất độc hại, nguy hiểm có phóng xạ Nớc từ hoạt động thơng mại nh chợ chứa nhiều chất hữu v rác Nớc ma nhiễm bẩn: Độ ô nhiễm nớc ma phụ thuộc vào độ ô nhiễm môi trờng không khí, bề mặt khu vực có nớc chảy tràn II Nguồn gốc gây ô nhiễm Nớc thải sinh hoạt Nớc thải sinh hoạt đô thị đông dân nơi có nguồn nớc thải lớn Nớc thải từ hộ gia đình với bể tự hoại nhà cầu cha đạt tiêu chuẩn vệ sinh, nớc thải chứa thức ăn thực phẩm N đà làm ô nhiƠm ngn n íc HiƯn nay, Hµ néi lµ thµnh phố có mật độ dân số cao Do vậy, lợng nớc thải sinh hoạt thải nguồn tiếp nhận ngày nhiều Trong đó, hệ thống cống không đợc mở rộng sửa chữa thờng xuyên nên dẫn đến việc ô nhiễm trầm trọng nớc hệ thống cống nớc thải Nớc thải công nghiệp Trong nớc thải công nghiệp nói chung thờng chứa chất độc hại nh kim loại nặng, chất hữu cơ, vô cao nh: ccác ion K+, Na+, Ca2++, NH , 2 SO4 , Cl  , PO43 … N Hàm lợng BOD, COD cao làm giảm lợng oxi hoà tan nớc dẫn đến làm ảnh hởng ®Õn hƯ sinh th¸i cđa thủ vùc… N C¸c chÊt hợp chất hữu nớc thải công nghiệp đa dạng: chất tẩy rửa tổng hợp, glixerin, dầu thực vật từ xí nghiệp sản xuất bột giặt, nớc thải từ nhà máy chế biến thực phẩm nh nhà máy bia, rợu Nbao gồm nhiều hợp chất hữu có nguồn gốc động thực vật, phân huỷ môi trờng tự nhiên nhng dễ thối rữa gây ô nhiễm màu mùi đặc trng trị sơ BOD cao Nớc thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp Nớc từ cánh đồng, vờn hoa mang theo lợng lớn chất bảo vệ thực vật nh: thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc Ngoài số dạng khác nh: thuốc diệt loài gặm nhấm, thuốc trừ côn trùng Các loại phân bón hoá học hay phân động vật bón cho đồng ruộng theo nớc ma chảy tràn đà gây ô nhiễm nguồn nớc, thí dụ nh làm giàu amoni phospho nớc thải gây nên tình trạng phì dỡng ( nồng độ nitơ phospho cao làm phát triển mạnh loại tảo nớc) cho ao hồ Đặc biệt thuốc trừ sâu, diệt cỏ chứa chất hữu kim loại có độc tính cao ngời động vật Trong nớc thải từ hoạt động nông nghiệp có nớc thải từ chuồng trại chăn nuôi chứa nhiều phân động vật gây ô nhiẽm hữu cơ, ô nhiƠm mµu vµ mïi cho ngn níc nhËn Ë ViƯt Nam, ô nhiễm trầm trọng lợng phân bón, thuốc trừ sâu đợc sử dụng với lợng lớn để đạt suất trồng cao Sự ô nhiễm nớc từ bÃi rác chất thải rắn Khi ma, nớc ma trôi chất thải rắn bÃi rác vào nguồn nớc mặt đồng thời chất bẩn bị ngấm xuống nớc ngầm gây ô nhiễm ảnh hởng đến chất lợng nớc mặt nớc ngầm Hiện Việt nam bÃi rác tra đợc thiết kế tiêu chuẩn nên nớc rác từ nơi đổ rác không đợc thu gom xử lý, dẫn đến việc nớc rác làm ô nhiễm nguồn nớc đất Nớc rác chứa nhiều chất ô nhiễm hữu vô có độc tính cao cho ngời hệ sinh thái nguồn nớc nhận Tính trung bình ngày ngời thải 0,5 Kg chất thải rắn từ lợng rác cha đợc đa đến bÃi rác tồn đọng đờng phố góp phần đáng kể cho ô nhiễm môi trờng Các rác thải độc hại nhà máy hay bệnh viện không đợc phân loại xử lý nguồn ô nhiƠm rÊt nguy hiĨm Níc th¶i tõ bƯnh viƯn Nớc thải từ bệnh viện nớc thải chứa nhiều hoá chất, bệnh phẩm vi trùng không đợc qua xử lý mà thải cống rÃnh chung nguồn ô nhiễm nguy hiểm độc hại không cho nguồn nớc nhận mà cho ngời động thực vật Tại Việt nam, nhiều nguyên nhân có nguyên nhân kinh phí hạn hẹp nên bệnh viện lắp đặt hệ thống xử lý nớc thải, cá biệt có trạm xử lý nhng lại bị hạn chế kinh phí để trì hoạt động vad sửa chữa Do đó, nớc thải bệnh nguồn ô nhiễm đáng kể III Các phơng pháp xử lý nớc thải Phơng pháp hoá lý 1.1 Phơng pháp keo tụ Keo tụ phơng pháp xử lý nớc có sử dụng hoá chất, hạt keo lơ lửng nớc nhờ tác dụng chất keo tụ mà liên kết với tạo thành keo có kích thớc lớn ngời ta tách chúng khỏi nớc dễ dàng phơng pháp lắng hay tuyển Thông thờng biện pháp xử lý học nh lắng lọc, tuyển chie loại bỏ đợc hạt có kích thớc lớn 10-4 mm, với hạt có kích thớc nhỏ 10-4 mm, dùng trình lắng tĩch phải tốn rÊt nhiỊu thêi gian vµ cịng rÊt khã cã hiƯu cao Nhng phơng pháp xử lý hoá học keo tụ lại khắc phục đợc đặc điểm mang lại hiệu cao Bằng cách sử dụng trình keo tụ ngời ta tách đợc, làm giảm thành phần có nớc nh kim loại nặng, chất bẩn lơ lửng, aniôn PO4-3 Nvà cải thiện đợc màu ®é ®ơc cđa níc 1.2 Tun nỉi Trong xư lý nớc thải, nguyên tắc tuyển thờng đợc sử dụng để khử chất lơ lửng Quá trình tuyển đợc thực cách sục bọt khí nhỏ(thờng không khí) vào pha lỏng Các khí kết dính với hạt lực tập hợp bóng khí hạt đủ lớn kéo theo hạt lên bề mặt, sau chúng tập hợp lại với thành lớp bọt chứa hàm lợng hạt cao chất lỏng ban đầu Phơng pháp tuyển thờng đợc sử dụng để tách tạp chất (ở dạng hạt rắn lỏng) phân tán không tan, tự lắng khỏi pha lỏng Trong số trờng hợp, trình đợc dùng để tách chất hoà tan nh chất hoạt động bề mặt Ưu điểm phơng pháp so với phơng pháp lắng khử đợc hoàn toàn hạt nhỏ nhẹ lắng chậm, thời gian ngắn 1.3 Hấp thụ Quá trình hấp thụ đợc thực cho nớc thải chảy qua lớp vật liệu hấp thụ Khi chất có nớc thải bị lại bề mặt vật liệu hấp thụ Kết nớc thỉa đợc làm Các chất hấp thụ thờng đợc dùng làm than hoạt tính, Các chất tổng hợp số chất thải sản xuất nh: xỉ tro, xỉ, mặt sắt chất hấp thụ khoáng chất nh: đất sét, silicagen, keo nhôm Phơng pháp đợc sử dụng rộng rÃi để làm triệt để nớc thải khỏi Các chất hữu hoà tan níc th¶i sau xư lý sinh häc cịng nh xư lý cơc bé níc th¶i cã chứa hàm lợng nhỏ chất Những chất không phân huỷ đờng sinh học thờng có độc tố cao Nếu chất cần khử bị hấp phụ tốt chi phí riêng lợng chất hấp phụ không lớn việc ứng dụng phơng pháp hợp lý Tuy nhiên việc ứng dụng vào thực tế bị hạn chế chi phí ph ơng pháp cao Phơng pháp hoá học Các phơng pháp xử lý nớc thải gồm có: Trung hoà, oxy hoá khử Tất phơng pháp dùng tác nhân hoá học nên phơng pháp gây ô nhiễm thứ cấp Ngời ta sử dụng phơng pháp hoá học để khử chất hoà tan hệ thống cấp nớc khép kín phơng pháp dùng ®Ĩ xư lý s¬ bé tríc xư lý sinh học hay sau công đoạn phơng pháp xử lý nớc thải lần cuối để thải vào nguồn nớc 2.1.1 Phơng pháp trung hoà Nớc thải chứa axit vô kiềm cần đợc trung hoà để đa PH khoảng 6,5 8,5 trớc thải vào nguồn nớc sử dụng cho công nghệ xử lý 2.1.2 Trung hoà trộn lẫn nớc thải Phơng pháp đợc sử dụng nớc thải xí nghiệp axit xí nghiệp gần có nớc thải kiềm Cả hai loại nớc thải không chứa cấu gây ô nhiễm khác 2.1.3 Trung hoà bằng bổ sung tác nhân hoá học Để trung hoà axit, sử dụng tác nhân hoá học nh NaOH, KOH, Na2CO2, nớc amôniac NH4OH, CaCO3, đôlô mít (CaCO3, MgCO3) xi măng Song tác nhân rẻ vôi đến 10% CaCO3, tiếp sôđa NaOH dạng phế thải 2.1.4 Trung hoà nớc thải axit cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hoà Trong trờng hợp ngời ta sử dụng vật liệu nh manhêtit (MgCO3), đôlô mit, đá vôi, đá phấn, chất thải rắn nh xỉ xỉ tro làm lớp vật liệu lọc Các vật sử dụng dạng cục với kích thớc 30 80 mm Quá trình đợc thực thiết bị lọc nớc thải đem xử lý có nồng độ axit không vợt 1,5 mg/l không chứa muối kim loại nặng 2.1.5 Trung hoà khí axit Để trung hoà nớc thải kiềm, năm gần ngời ta sử dơng khÝ th¶i chøa CO2, SO2, NO2, N2O3… N ViƯc sử dụng khí axit cho phép trung hoà n ớc thải mà đồng thời tăng hiệu suất làm khí thải khỏi cấu tử độc hại Việc sử dụng CO để trung hoà nớc thải kiêm có u điểm so với việc dùng H SO hay HCl cho phép việc giảm đáng kể chi phí cho trình trung hoà 2.2 Phơng ph¸p oxi ho¸ khư Dïng c¸c chÊt oxi hãa nh clo dạng khí lỏng, dioxit clo, clorat caxi, hypoclorit canxi natri, pemângnnat kali, bicromat kali, H O2 , oxi cđa kh«ng khÝ, ozon, MnO Trong trình oxi hoá, chất độc hại nớc thải đợc chuyển thành chất độc tách khỏi nớc Quá trình tiêu tốn lợng lớn tác nhân hoá học, trình oxi hoá đợc dùng trờng hợp tạp chất gây nhiễm bẩn nớc thải tách phơng pháp khác ( nh khử xianua, hợp chất hoà tan asen) Phơng xử lý nớc thải biện pháp sinh học Về nguyên tắc phơng pháp xử lý sinh học đợc dựa sở sử dụng trình sống vi sinh vật để phân huỷ chất ô nhiễm nớc thải Quá trình sống vi sinh vật tự nhiên trình trao đổi chất để trì sống Trong trao đổi chất vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ, số khoáng chất nớc số trờng hợp với oxi làm nguồn dinh dỡng để chuyển hoá thành lợng Kết phản ứng sinh hoá khí thải CO2 , nớc tạo vi sinh vật mới, làm tăng sinh khối quần thể vi sinh vật Quá trình thực chất trình khử Đồng thời lợng chất hữu bị tiêu thụ cho trình trao đổi chất nên nồng độ chất hữu giảm kết nớc thải đợc làm vi sinh vật 3.1 Điều kiện nớc thải xử lý sinh học Để cho trình chuyển hoá vi sinh vật xảy đợc vi sinh vật phải tồn đợc môi trờng xử lý Muốn đợc xử lý sinh học phải thoả mÃn điều kiện sau: + Nớc thải chất độc với vi sinh vật nh kim loại nặng, dẫn xuất phenol cyanua, chất thuộc loại thuốc trừ sâu diệt cỏ nớc thải hàm lợng axit hay kiềm cao, không đợc chứa dầu mỡ + Trong nớc thải, hàm lợng chất hữu dễ phân huỷ so với chất hữu chung phải đủ lớn, điều thể qua tỷ lệ giá trị hàm lợng BOD/COD 0,5 3.2 Nguyên lý trình oxi hoá sinh học Cơ chế trình: Quá trình oxi hoá sinh hoá chất hữu môi trờng nớc thải trình phân huỷ chất hữu vi sinh vật Quá trình gồm giai đoạn, diễn với tốc độ khác nhng có quan hệ chặt chẽ với nhau: + Giai đoạn khuyếch tán chất hữu từ nớc thải tới bề mặt tế bào vi sinh vật Tốc độ giai đoạn quy luật khuyếch tán trạng thái thuỷ động môi trờng định + Giai đoạn chuyển chất hữu qua màng bán thấm tế bào chênh lệch bên bên tế bào 3.3 3.4 + Giai đoạn chuyển hoá sinh hoá chất tế bào vi sinh vật để tạo lợng, tổng hợp tế bào tạo chất Tác nhân sinh học trình xử lý Vai trò chủ yếu trình xử lý sinh học lµ vi sinh vËt HƯ vi sinh vËt níc nói chung nớc thải nói riêng đa dạng phong phú, phụ thuộc vào chất nớc nớc thải nh điều kiện môi trờng Thờng tron nớc thải có chứa nhiều loài: vi khuẩn, nguyên sinh động vật, prôtza N Vi sinh vật tham gia vào trình xử lý nớc thải đợc xử dụng chủ yếu dới hai dạng: + Bùn Hoạt tính: Là huyền phù vi sinh vật nớc thải dới dạng màu nâu vàng có kích thớc 3-5 micromet Bông tụ hợp lại vơi dễ lắng Bùn hoạt tính có cấu tạo gồm vi sinh vật, vi khuẩn, nguyên sinh động vật protoza N phát triển thành sinh khối nhày Hoạt tính vi sinh vật kết vận chuyển oxi vào sinh học Trong điều kiện khuấy trộn làm thoáng bể với bùn hoạt tính thông thờng sinh học có lớp phủ bề mặt đợc gọi bề mặt hiếu khí Tính chất lắng nén bùn hoạt tính hai tiêu để đánh giá thành công phơng pháp xử lý sinh học bùn hoạt tính Việc tạo liên quan chặt chẽ tới tốc độ phát triển vi sinh vật phụ thuộc vào chất chất ô nhiễm, nồng độ oxi hoà tan mức độ chảy rối + Màng sinh häc ( Mµng sinh vËt) Mµng sinh häc lµ hệ thống vi sinh vật phát triển bề mặt vật liẹu xốp, tạo thành màng dày 1-3 mm Màng sinh học bao gồm vi khuẩn, nấm, nguyên sinh động vật N Quá trình xảy màng sinh học thờng đợc xem nh trình hiÕu khÝ nhng thùc chÊt lµ hƯ thèng vi sinh vật hiếu yếm khí Khi dòng nớc thải chảy lớp màng sinh vật, chất hữu oxi hoà tan khuyếch tán qua màng diễn trình trao đổi chất Sản phẩm trình trao đổi chất thải qua màng Trong suốt trình, oxi hoà tan đợc bổ sung từ không khí Theo thời gian, màng sinh học đầy dần lên, sau thời gian màng bung đợc thay lớp màng khác Các phơng pháp sinh học xử lý nớc thải + Phơng pháp hiéu khí: Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, để đảm bảo hoạt động sống chúng cần cung cấp oxi liên tục trì nhiệt độ khoảng 200C-400c Phơng trình sinh hoá tổng quát phản ứng oxi hoá sinh hoá điều kiÖn hiÕu khÝ: y z  C x H y Oz N   x    3  3 3   O2 xCO   y   H O  NH  E 4 2  C ÏC H y O z N  NH  O C H NO  CO  E (1) (2) + Phơng pháp yếm khí: Là phơng pháp xử dụng nhóm vi sinh vật hô hấp yếm khí, thực trình phân huỷ chất hữu điều kiện oxi Sản phẩm cuối trình oxi hoá sinh hoá tạo chất hữu đơn giản có mạch cacbon ngắn h¬n nh CH , CH COOH , CO N Việc xử lý nớc thải phơng pháp sinh học có hiệu xử lý cao nhng thời gian xửlý kéo dài Tuy nhiên đặc trng quan trọng xử lý sinh học trình không gây ô nhiễm thứ cấp, tức không tạo sản phẩm tiếp tục gây ô nhiễm nớc Ngoài ra, xử lý sinh học có số u điểm quan trọng sau đây: Xử lý triệt để sử dụng hoá chất, không gây độc hại Hiệu kinh tế Có thể tận dụng sản phẩm trình xư lý ( bïn sinh häc, khÝ sinh häc) ®Ĩ làm phân bón, khí đốt N 3.5 Các kỹ thuật sinh học xử lý nớc thải 3.5.1.Trong điều kiện tự nhiên + Cánh đồng lọc Là phơng pháp xử dụng lớp đất đá phần kết hợp với vi sinh vật lòng đất để xử lý chất hữu nớc thải chúng đợc phun dới dạng tới khoảng đất Xử lý nớc thải phơng pháp đơn giản, hiệu xử lý cao 90% chất hữu đợc giữ lại, không vi sinh vật gây bệnh, trứng ký sinh trùng nhờ ánh sáng mặt trời Phơng pháp đòi hỏi phải có diện tích ®Êt lín vµ phơ thc rÊt nhiỊu vµo ®iỊu kiƯn tự nhiên, đồng thời hệ thông mơng dẫn hở + Hå sinh häc: Trong hå sinh häc diƠn c¸c trình sinh hoá liên tiếp Trớc tiên, chất hữu bị vi sinh vật phân huỷ Các sản phẩm tạo thành từ phân huỷ đợc rong tảo hồ sử dụng để làm nguồn dinh dỡng Hoạt động sống rong, tảo thực vật hồ lại nguồn tạo oxi tự hoà tan nớc để vi sinh vật xử dụng để phát triển sinh khối Có nhiều loại xử lý phơng pháp hồ sinh học nh sau: Hồ yếm khí: Là phơng pháp xử dụng vi sinh vật yếm khí phân huỷ chất bẩn hoà tan lắng lớp bun trầm tích hồ.Phơng pháp cho hiệu không cao Chất lợng nớc sau xư lý BOD vÉn ë møc nång ®é 100-300 mg/l Hồ hiếu khí tuỳ tiện: Là loại hồ phổ biÕn thùc tÕ xư lý níc th¶i Trong hå diễn hai trình song songlà oxi hoá chất bẩn hoà tan lên men mêtan cặn lắng đáy hồ Hồ hiếu khí: oxy đợc cấp vào hồ nhờ khuyếch tán qua mặt thoáng chủ yếu nhờ khả quang hợp rong tảo ` Hồ sinh học có khả xử lý lợng nớc thải lớn có tải lợng ô nhiễm cao, chi phí vận hành thấp sử dụng đợc nguồn vi sinh vật có sẵn tự nhiên Tuy nhiên phơng pháp đòi hỏi phải có diện tích mặt lớn, thời gian lu nớc kéo dài, gây ô nhiễm đến môi trờng xung quanh Do vậy, phơng pháp thờng kết hợp chức làm nớc thải với mục đích khác nh nuôi trồng thuỷ sản, tới tiêu cho nông nghiệp 3.5.2 Trong điều kiện nhân tạo + Bể Aeroten: sử dụng làm nớc thải sử dụng bùn hoạt tính Nguyên lý: Bể Aeroten bể phản ứng sinh học khí đợc cung cấp liên tục hệ thống sục khí Trong trình xử lý, vi sinh vật sinh trởng, phát triển tồn trạng thái huyền phù Việc sục khí phải đảm bảo hai yêu cầu trình: - Đảm bảo độ oxi hoµ tan cao gióp cho vi sinh vËt thùc trình oxi hoá chất hữu - Duy trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng nớc cần xử lý, tạo hỗn hợp lỏng hun phï, gióp vi sinh vËt tiÕp xóc liªn tơc với chất hữu hoà tan nớc, thực trình hiếu khí làm nớc khí đợc cấp liên tục tạo khả khuấy trộn Quá trình làm nớc dựa hoạt động vi sinh vật có bùn hoạt tính Nớc thải trớc xử lý phải đợc lắng sơ để tách chất bẩn phải xử lý sơ để loại chát độc hại vi sinh vật Nớc khỏi bể aeroten đợc qua bể lắng đợt hai để tách bùn Ưu điểm: - Kết cấu thiết bị đơn giản vận hành, an toàn, chi phí xây dựng tháp - Hiệu qu¶ xư lý cao HiƯu qu¶ xư lý phơ thc nhiều vào yuế tố nh: - Bản chất chát hữu có nớc thải - Cờng độ hô hấp vi sinh vật - Cờng ®é cÊp khÝ - C¸c ®iỊu kiƯn vËt lý để thực trình nh: nhiệt độ, tính chất vật lý thiết bị tải trọng thuỷ lực N + Hệ thông lọc sinh học: Nguyên lý: Lọc sinh học trình lọc nớc thải qua hệ thống vật liệu lọc mà xảy phản ứng oxi hoá sinh học chất hữu Quá trình lọc đợc thực bĨ chøa vËt liƯu läc: mét hƯ th«ng vi sinh vật sinh trởng đợc cố định, tạo thành lớp màng bám bề mặt vật liệu lọc Nớc thải chảy bề mặt tiếp xúc với màng sinh học, chất hữu oxi hoà tan khuyếch tán qua màng diễn trình trao đối chất vi sinh vật Từ trình trao đổi chất, CO đợc thải ngoìa màng Bể lọc có dạng hình hộp hình trụ Vật liệu lọc dạng xốp tự nhiên hay nhân tạo có kích thớc hạt thay đổi 1,5-2 cm Phần III Thiết Kế Công Nghệ Hệ Thống Thiết Bị I Mô hình xử lý nớc thải sinh hoạt phơng pháp bùn hoạt tính 1- Song chắn rác 2- Bể điều hoà lu lợng 3- Bể lắng sơ cấp 4- Bể hoà trộn 5- Bể lắng thứ cấp 6- Bể phản ứng 7- BĨ nÐn bïn 8- BĨ t¸i sinh bïn 9- BĨ Aeroten 10-BÓ khÝ nÐn 10 II Thuyết minh mô hình Song chắn rác Nớc thải sinh hoạt trớc vào hệ thống xử lý phải qua song chắn rác Tại đây, song chắn rác có tác dụng ngăn chặn lại rác nh: Túi bóng, ni lông, cây, cành củi, N để thuận tiện cho trình xử lý Song chắn rác làm nhựa thép chống rỉ có dạng lới Bể điều hoà lu lợng Bể điều hoà lu lợng có tác dụng chứa nớc thải trớc vào hệ thống xử lý Nhờ thế, nớc thải sinh hoạt đợc ổn định lu lợng thành phần Bể lắng sơ cấp Khi nớc thải qua song chắn rác bể điều hoà lu lợng tất tạp chất có đợc loại bỏ hết mà nhiều chất khác có kích thớc nhỏ hơn, chúng dạng khó phân huỷ Nếu đa vào xử lý nớc thải khó đợc làm Do vậy, bể lắng sơ cấp có tác dụng lắng vật liệu có kích thớc nhỏ chất dạng lơ lửng Kết thu đợc đáy bể lắng gồm: sỏi, cát, cặn lắng, bùn thô Phần nớc sau lắng đợc chảy sang bể hoạt hoá Aeroten Bể Aeroten Nớc thải sau bể lắng đợt có chứa chất hữu hoà tan chất lơ lửng vào bể phản ứng hiéu khí Khí nén đợc đa từ vào thông qua hệ thống sục khí đặt dới đáy bể sục trực tiếp vào nớc thải Khi bể, chất lơ lửng đóng vai trò hạt nhân vi khuẩn c trú, sinh sản phát triển dần lên thành cặn gọi bùn hoạt tính Bùn hoạt tính cặn có màu nâu sẫm chứa chất hữu hấp thụ từ nớc thải nơi c trú phát triển vô số vi khuẩn sinh vật sống khác Vi khuẩn vi sinh vật sống dùng chất hữu (BOD ), chất dinh dỡng ( N, P) làm thức ăn để chuyển chúng thành chất trơ không hoà tan tế bào Quá trình chuyển hoá đợc thực theo tõng bíc xen kÏ vµ nèi tiÕp Vi khuẩn công vào hợp chất hữu có cấu trúc phức tạp, chuyển chúng thành hợp chất hữu có cấu trúc đơn giản hơn, vài vi khuẩn khác dùng chất làm thức ăn lại thải hợp chất đơn giản Và trình tiếp tục đến chất thải cuối dùng làm thức ăn cho vi sinh vật Số lợng bùn ho¹t tÝnh sinh thêi gian lu l¹i bể Aeroten lợng nớc thải vào bể không đủ để làm giảm nhanh chất hữu cơ, phải xử dụng lại bùn hoạt tính đà lắng xuống đáy bể lắng đợt hai cách tuần hoàn bùn ngợc trở lại bể Aeroten để trì đủ nồng độ vi khuẩn bể Sau bùn đợc tạo nớc thải đợc chuyển sang bể lắng thứ cấp để lắng Bể lắng thứ cấp Bể có tác dụng lắng nớc thải, tách riêng phần bùn hoạt tính khỏi nớc loại bỏ triệt để tạp chất Kết phần bể nớc thải đợc lắng trong, bùn hoạt tính lắng xuống đáy bể Một phần bùn đợc tuần hoàn lại bể tái sinh bùn, sau đợc chuyển sang bể hoà trộn nớc với thải từ bể lắng sơ cấp sang tháo xuống bể Aeroten Bể phản ứng Nớc thải đà đợc lắng bể lắng thứ cấp không đợc thải trực tiếp nguồn tiếp nhận mà phải qua bể khử trùng Dùng Clo để khử trùng, diệt vi sinh vật gây bệnh vi sinh vật có hại Khi thải môi trờng, nớc thải sau xử lý không gây ô nhiễm khác III Thiết kế tiêu công nghệ chủ yếu Nớc thải cần xử lý có thông số sau: + BOD v = 1000 mg/l + BOD r < 100 mg/l + Lu lỵng: Q = 400 m3/ngày.đêm + Cặn lơ lửng ban đầu: SS = 400 mg/l III.1 Tính toán công nghệ Tính bể lắng sơ cấp Ta có: Vl t Q , ngày Vl = 17,663 m3 ( Xem III.2) 17,663 t 0,044 400 (ngày) hay 1,059 (h) Vận tốc giới hạn vïng l¾ng: 8.k    1.g d Vh  , m/s , f + k: HƯ sè phơ thc vào tính chất cặn, nớc thải sinh hoạt lÊy k=0,05 [IV 45]; +  : Tû träng cña h¹t (1,2-1,6), chän 1,25 [IV48]; + g: Gia tèc träng trờng: 9,8 m/s; + d: Đờng kính tơng đơng hạt, chọn 10-4 m/s + f: Hệ số ma sát phụ thuộc vào đặc tính bề mặt hạt số Raynol hạt lắng (0,02-0,03), lấy f=0,025 [IV48]; Vh  8.0,05.1,25  1.9,8 0,00392 0,025.10000 m/s; VËn tèc nớc chảy vùng lắng V hl 2,5 2,361 t 1,059 (m/h) = 6,56.10-4 (m/s); Vëy V