nguyên lý các quy trình cử lý nước thải

CHƢƠNG I THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI THÀNH PHẦN NƢỚC THẢI Tr n nh iện tồn cầu, nước tài nguy n vơ phong phú nước hữu dụng với người nơi, chỗ, ạng đạt chất lượng theo u cầu Hơn 99% trữ lượng nước giới nằm dạng khơng hữu dụng đa số mục đích người o độ mặn (nước biển), địa điểm, dạng ( ăng hà) Phân bố dạng nƣớc Trái đất Địa điểm Diện tích (km2) Tổng thể tích nƣớc (km3) % tổng lƣợng nƣớc Các đại ương biển (nước mặn) 361.000.000 1.230.000.000 97.2000 Khí (hơi nước) 510.000.000 12.700 0,0010 - 1.200 0,0001 130.000.000 4.000.000 0,3100 855.000 123.000 0,0090 28.200.000 28.600.000 2.1500 Sơng, rạch Nước ngầm (đến độ sâu 0,8 km) Hồ nước Tảng ăng ăng hà Nguồn: US Geological Survey Con người khai thác nguồn nước tự nhi n để cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất Sau sử dụng nước bị nhiễm bẩn chứa nhiều vi trùng chất thải khác Nếu khơng xử lư trước thải vào nguồn nước cơng cộng, chúng làm nhiễm mơi trường V nước thải trước thải vào sơng, hồ (nguồn nước) cần phải xử lư thích đáng Mức độ xử lư phụ thuộc vào nồng độ bẩn nước thải; khả pha loăng nước thải với nước nguồn u cầu mặt vệ sinh, khả "tự làm nguồn nước" Theo qui định bảo vệ mơi trường Việt Nam, nhiễm nước việc đưa vào nguồn nước tác nhân lư, hóa, sinh học nhiệt khơng đặc trưng thành phần hàm lượng mơi trường an đầu đến mức có khả gây ảnh hưởng xấu đến phát triển nh thường loại sinh vật thay đổi tính chất lành mơi trường an đầu Theo định nghĩa khác "Ơ nhiễm nước mặt diễn đưa q nhiều tạp chất, chất khơng mong đợi, tác nhân gây nguy hại vào nguồn nước, vượt khỏi khả tự làm nguồn nước này" Để thiết kế cơng t nh xử lư nước thải, trước tiên phải biết đặc điểm, thành phần chất gây nhiễm Các đặc điểm lƣ học, hóa học sinh học nƣớc thải nguồn sinh Đặc điểm Nguồn Lư học  Màu Nước thải sinh hoạt hay cơng nghiệp, thường phân hủy chất thải hữu  Mùi Nước thải cơng nghiệp, phân hủy nước thải  Chất rắn Nước cấp, nước thải sinh hoạt cơng nghiệp, xói mn đất  Nhiệt Nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp Hóa học  Carbohydrate Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp  Dầu, mỡ Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp  Thuốc trừ sâu Nước thải nơng nghiệp  Phenols Nước thải cơng nghiệp  Protein Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp  Chất hữu ay Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp  Các chất nguy hiểm Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp  Các chất khác Do phân hủy chất hữu nước thải tự nhiên  Tính kiềm Chất thải sinh hoạt, nước cấp, nước ngầm  Chlorides Nước cấp, nước ngầm  Kim loại nặng Nước thải cơng nghiệp  Nitrogen Nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp  pH Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp  Phosphorus Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp; rửa trơi  Sulfur Nước thải sinh hoạt, thương mại, cơng nghiệp; nước cấp  Hydrogen sulfide Sự phân hủy nước thải sinh hoạt  Methane Sự phân hủy nước thải sinh hoạt  Oxygen Nước cấp, trao đổi qua bề mặt tiếp xúc khơng khí - nước Sinh học  Động vật Các ng chảy hở hệ thống xử lư  Thực vật Các ng chảy hở hệ thống xử lư  Eubacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lư  Archaebacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lư  Viruses Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lư Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Các chất nhiễm quan trọng cần ƣ đến q t nh lƣ nƣớc thải Chất gây nhiễm Ngun nhân đƣợc xem quan trọng Các chất rắn lơ lửng Tạo nên bùn lắng mơi trường yếm khí nước thải chưa xử lư thải vào mơi trường Biểu thị đơn vị mg/L Các chất hữu phân hủy đường sinh học Bao gồm chủ yếu carbohydrate, protein chất béo Thường đo ằng tiêu BOD COD Nếu thải thẳng vào nguồn nước, q t nh phân hủy sinh học làm suy kiệt oxy tan nguồn nước Các mầm bệnh Các bệnh truyền nhiễm lây nhiễm từ vi sinh vật gây bệnh nước thải Thơng số quản lư MPN (Most Probable Number) Các ưỡng chất N P cần thiết cho phát triển sinh vật Khi thải vào nguồn nước làm gia tăng phát triển lồi khơng mong đợi Khi thải với số lượng lớn mặt đất gây nhiễm nước ngầm Các chất nhiễm nguy hại Các hợp chất hữu hay vơ có khả gây ung thư, biến dị, thai dị dạng gây độc cấp tính Các chất hữu khó phân hủy Khơng thể xử lư biện pháp thơng thường Ví dụ nơng ược, phenols Kim loại nặng Có nước thải thương mại cơng nghiệp cần loại bỏ tái sử dụng nước thải Một số ion kim loại ức chế q t nh xử lư sinh học Chất vơ tan Hạn chế việc sử dụng nước cho mục đích nơng, cơng nghiệp Nhiệt Làm giảm khả ăo oxy nước thúc đẩy phát triển thủy sinh vật Ion hydrogen Có khả gây nguy hại cho TSV Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, Diposal, Reuse, 1989 Low-maintenance Mechanically Simple Wastewater Treatment systems, 1980 Ở thành phố có nhiều nhà máy, khu cơng nghiệp, nước thải cơng nghiệp ảnh hưởng lớn đến thành phần nước thải chung thành phố, thị trấn v chứa nhiều chất gây nhiễm nồng độ cao tùy theo nhà máy thành phần chất gây nhiễm phức tạp Do để giảm thiểu chi phí cho việc quản lư xử lư, nhà máy cần phải có hệ thống xử lư ri ng để nước thải thải vào nguồn nước cơng cộng phải đạt đến tiêu chuẩn cho phép Các loại chất thải nguồn thải Loại chất thải Từ cống rănh, kênh nƣớc Từ nguồn chảy tràn Nước thải sinh hoạt Nước thải cơng nghiệp Chảy tràn từ khu sx nơng nghiệp Chảy tràn khu vực thành thị Các chất thải cần oxy để phân hủy ´ ´ ´ ´ Dưỡng chất ´ ´ ´ ´ Các mầm bệnh ´ ´ ´ ´ Chất rắn lơ lửng/cặn lắng ´ ´ ´ ´ Muối ´ ´ ´ Kim loại độc ´ Chất hữu độc ´ Nhiệt ´ ´ ´ CHẤT RẮN TRONG NƢỚC THẢI Chất rắn nước thải bao gồm chất rắn lơ lửng, chất rắn có khả lắng, hạt keo chất rắn hòa tan Tổng chất rắn (Total soli , TS) nước thải phần lại sau cho nước thải ay hồn tồn nhiệt độ từ 103 105oC Các chất bay nhiệt độ khơng coi chất rắn Tổng chất rắn biểu thị đơn vị mg/L Tổng chất rắn chia làm hai thành phần: chất rắn lơ lửng (có thể lọc được) chất rắn hòa tan (khơng lọc được) Chất rắn lơ lửng hạt nhỏ (hữu vơ cơ) nước thải Khi vận tốc dòng chảy bị giảm xuống (do chảy vào hồ chứa lớn) phần lớn chất rắn lơ lửng bị lắng xuống đáy hồ; hạt khơng lắng tạo thành độ đục (turbidity) nước Các chất lơ lửng hữu tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO nguồn nước Các cặn lắng làm đầy bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng bể Để xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng phải tiến hành phân tích chúng cách lọc qua giấy lọc sợ thủy tinh Whatmann 934AH 948H (Whatmann GF/C) có kích thước lổ khoảng 1,2 micrometter (μm) Đức loại A/E Lưu ý giấy lọc cấu tạo Polycar onate sử dụng được, nhiên số liệu chênh lệch cấu trúc loại giấy khác Các chất rắn lơ lửng bị giữ lại giấy lọc Đem giấy lọc sấy khơ tuyệt đối nhiệt độ 105oC Hàm lượng chất rắn lơ lửng tính cơng thức: TSS: tổng chất rắn lơ lửng (mg/L) A: trọng lượng giấy lọc chất rắn lơ lửng sau sấy khơ tuyệt đối (mg) B: trọng lượng an đầu giấy lọc (mg) V: thể tích mẫu nước thải qua lọc (L) Hàm lượng chất rắn lơ lửng phụ thuộc chủ yếu vào lượng nước sử dụng hàng ngày người Lượng nước tiêu thụ lớn hàm lượng chất rắn lơ lửng nói riêng chất gây nhiễm nói chung nhỏ ngược lại Tùy theo kích thước hạt, trọng lượng riêng chúng, tốc độ dòng chảy tác nhân hóa học mà chất lơ lửng lắng xuống đáy, lên mặt nước trạng thái lơ lửng Để xác định hàm lượng chất rắn có khả lắng (setta le soli ) ngưới ta dùng dụng cụ thủy tinh gọi nón Imhoff có chia vạch thể tích Cho lít nước thải vào nón Imhoff lắng tự nhi n vòng 45 phút, sau khuấy nhẹ sát thành nón lắng tiếp vòng 15 phút Sau đọc thể tích chất lơ lửng lắng vạch chia n ngồi Hàm lượng chất rắn lơ lửng lắng biểu thị đơn vị mL/L Chỉ tiêu chất rắn có khả lắng biểu diễn gần lượng bùn loại bỏ bể lắng sơ cấp Ngồi chất lắng được, nước thải chứa tạp chất (floating solid) có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng ri ng nước Khi lắng chất lên bề mặt cơng trình Theo tính tốn Sở KHCN & MT Cần Thơ lượng chất rắn lơ lửng tổng cộng người khu vực Cần Thơ thải ngày đ m 200 g Các chất rắn hòa tan (khơng lọc bao gồm hạt keo chất hòa tan Các hạt keo có kích thước từ 0,001 mm, hạt keo khơng thể loại bỏ phương pháp lắng học Các chất hòa tan phân tử ion chất hữu hay vơ Để xác định hàm lượng hữu chất rắn lơ lửng người ta sử dụng tiêu VSS (volatile suspended solid) cách đem hóa tro chất rắn 550 50oCtrong Phần ay chất hữu (VSS), phần lại sau hóa tro chất vơ FSS (Fixe suspen e soli ) Lưu ý hầu hết muối vơ khơng bị phân hủy nhiệt độ ưới 825oC, trừ magnesium carbonate bị phân hủy thành MgO CO2 nhiệt độ 350oC Chỉ tiêu VSS nước thải thường xác định để biết rõ khả phân hủy sinh học Mối quan hệ thành phần chất rắn nƣớc nƣớc thải Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, Diposal, Reuse, 1989 Bài tập 1.1: Cho số liệu sau Trọng lượng đĩa ùng chứa mẫu 53,5433 g Trọng lượng đĩa chất rắn lại sau cho nước thải ay 105oC 53,5793 g Trọng lượng đĩa chất rắn lại sau hóa tro nước thải 550oC 53,5772 g Trọng lượng giấy lọc Whatmann 1,5433 g Trọng lượng giấy lọc Whatmann chất rắn giấy lọc sau lọc mẫu 1,5553 g Trọng lượng sau hóa tro 1,5531g Tất mẫu thử tích 50 mL Xác định TS, VS, SS, VSS Giải: VI KHUẨN VÀ SINH VẬT KHÁC TRONG NƢỚC THẢI Các vi sinh vật diện nước thải bao gồm vi khuẩn, vi rút, nấm, tảo, ngun sinh động vật, lồi động thực vật bậc cao Các vi khuẩn nước thải chia làm nhóm lớn: nhóm hình cầu (cocci) có đường kính khoảng bacilli) có chiều rộng khoảng 1,5 ều dài khoảng 10,0 ển hình cho nhóm vi khuẩn E coli có chiều rộ ều dài ẩn hình que cong xoắn ốc, vi khuẩn hình que cong có chiều rộng khoảng 0,6 1,0 ều dài khoảng vi khuẩn hình xoắn ốc có chiều dài l n đến 50 ẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100 ặc ài Các vi khuẩn có khả phân hủy hợp chất hữu tự nhi n ể xử lý Do đặc điểm, chức phải tìm hiểu kỹ Ngồi vi khuẩn có khả gây ệnh sử dụng làm thơng số thị cho việc nhiễm nguồn nước phân Điều bàn kỹ phần sau Nấm có cấu tạo thể đa ào, sống hiếu khí, khơng quang hợp lồi hóa dị ưỡng Chúng lấy ưỡng chất từ chất hữu nước thải Cùng với vi khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy chất hữu có nước thải Về mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm phát triển điều kiện ẩm độ thấp pH Khơng có diện nấm, chu trình carbon chậm lại chất thải hữu tích tụ mơi trường Tảo gây ảnh hưởng bất lợi cho nguồn nước mặt điều kiện thích hợp phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ òng nước gây nên tượng "tảo nở hoa" Sự diện tảo làm giảm giá trị nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước chúng tạo nên mùi vị Ngun sinh động vật có cấu tạo thể đơn ào, hầu hết sống hiếu khí yếm khí khơng bắt buộc có số lồi sống yếm khí Các nguy n sinh động vật quan trọng q trình xử lý nước thải bao gồm lồi Amoeba, Flagellate Ciliate Các nguy n sinh động vật ăn vi khuẩn vi sinh vật khác o đó, đóng vai trò quan trọng việc cân hệ vi sinh vật hệ thống xử lý sinh học Một số nguy n sinh động vật gây bệnh cho người Giar alam lia Cryptosporium Động vật thực vật bao gồm lồi có kích thước nhỏ rotifer đến lồi giáp xác có kích thước lớn Các kiến thức lồi hữu ích việc đánh giá mức độ nhiễm nguồn nước độc tính loại nước thải Vi rút lồi ký sinh bắt buộc, loại vi rút phóng thích phân người có khả lây truyền bệnh cao Một số lồi có khả sống đến 41 ngày nước nước thải 20oC ngày nước sơng ình thường Nước thải có chứa lượng lớn sinh vật gây bệnh bao gồm vi khuẩn, vi rút, nguy n sinh động vật loại trùng Nguồn gốc chủ yếu phân người gia súc Năm 1986, Shuval cộng vi n xếp loại nhóm vi sinh vật theo mức độ gây nguy hiểm người Ơng đưa nhận xét tác hại lên sức khỏe người xảy đáng kể sử dụng phân tươi phân lắng chưa kỹ, biện pháp xử lý thích đáng góp phần đáng kể việc bảo vệ sức khỏe người Xem ảnh số vi sinh vật sống nguồn nước Các vi sinh vật thị việc nhiễm bẩn nguồn nước phân Coliforms Fecal Coliforms: Coliform vi khuẩn hình que gram âm có khả lên men lactose để sinh ga nhiệt độ 35 ± 0.5oC, coliform có khả sống ngồi đường ruột động vật (tự nhiên), đặt biệt mơi trường khí hậu nóng Nhóm vi khuẩn coliform chủ yếu bao gồm giống nhưCitrobacter, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella Fecal coliforms (trong E Coli lồi thường dùng để định việc nhiễm nguồn nước phân) Chỉ tiêu tổng coliform khơng thích hợp để làm tiêu thị cho việc nhiễm bẩn nguồn nước phân Tuy nhiên việc xác định số lượng Fecal coliform sai lệch có số vi sinh vật (khơng có nguồn gốc từ phân) phát triển nhiệt độ 44oC Do số lượng E coli coi tiêu thích hợp cho việc quản lý nguồn nước Fecal streptococci: nhóm bao gồm vi khuẩn chủ yếu sống đường ruột động vật Streptococcus bovis S equinus; số lồi có phân bố rộng diện đường ruột người động vật nhu S faecalis S faecium có biotype (S faecalis var liquefaciens loại S faecalis có khả thủy phân tinh bột) Các loại biotype có khả xuất nước nhiễm khơng nhiễm Việc đánh giá số lượng Faecal streptococci nước thải tiến hành thường xun; nhiên có giới hạn lẫn lộn với biotype sống tự nhiên; F streptococcirất dễ chết thay đổi nhiệt độ Các thử nghiệm sau khuyến khích việc sử dụng tiêu này, việc so sánh với khả sống sót Salmonella Ở Mỹ, số lượng 200 F coliform/100 mL ngưỡng tới hạn tiêu chuẩn quản lý nguồn nước tự nhiên để bơi lội Clostridium perfringens: loại vi khuẩn thị tạo bào tử mơi trường yếm khí; sử dụng để thị nhiễm theo chu kỳ nhiễm xảy trước thời điểm khảo sát độ sống sót lâu bào tử Trong việc tái sử dụng nước thải tiêu đánh giá hiệu quả, bào tử có khả sống sót tương đương với số loại vi rút trứng ký sinh trùng Việc phát hiện, xác định loại vi sinh vật gây bệnh khác khó, tốn thời gian tiền bạc Do để phát nguồn nước bị nhiễm phân người ta dùng định diện Fecal Coliforms, Fecal Streptocci, Clostridium perfringens Pseudomonas acruginosa Cũng cần phải nói thêm mối quan hệ chết vi sinh vật thị vi sinh vật gây bệnh chưa thiết lập xác Ví dụ người ta khơng phát Fecal Coliform khơng có nghĩa tất vi sinh vật gây bệnh chết hết Trong q trình thiết kế hệ thống xử lý nhà khoa học kỹ thuật phải hạn chế tối đa ảnh hưởng chất thải tới sức khoẻ cộng đồng Mỗi nước, địa phương thường có tiêu chuẩn riêng để kiểm tra khống chế Do kinh phí điều kiện có giới hạn Sở KHCN & MT thường dùng tiêu E coli tổng coliform để qui định chất lượng loại nước thải Xếp loại vi sinh vật có phân người gia súc theo mức độ nguy hiểm Mức độ nguy hiểm cao Ký sinh trùng (Ancylostoma, Ascaris, Trichuris Taenia) Mức độ nguy hiểm trung bình Vi khuẩn đường ruột (Chloera vibrio, Sallmonella typhosa, Shigellavà số loại khác) Mức độ nguy hiểm thấp Các vi rút đường ruột nước hơ hấp thực vật Việc chảy tràn khỏi hệ thống khống chế hồn tồn có thiết kế xác Sơ đồ di chuyển nƣớc thải cánh đồng lọc chậm Lưu lượng nạp cho hệ thống biến thiên từ 1,5  10 cm/tuần tùy theo loại đất thực vật Trong trường hợp trồng sử dụng làm thực phẩm cho người nên khử trùng nước thải trước đưa vào hệ thống ngừng tưới nước thải tuần trước thu hoạch để bảo đảm an tồn cho sản phẩm Để thiết kế hệ thống ta cần cơng thức tính tốn sau: Lh + Pp = ET + W + R (7.1) Lh: lưu lượng nước thải nạp cho hệ thống (cm/tuần) Pp: lượng nước mưa (cm/tuần) ET: lượng nước ay o q trình ốc nước hơ hấp thực vật (cm/tuần) W: lượng nước thấm qua đất (cm/tuần) R: lượng nước chảy tràn (cm/tuần) (= thiết kế xác) I: khả thấm lọc đất, mm P": ẩm độ cuối đất, % trọng lượng P': ẩm độ an đầu đất, % trọng lượng S: tỉ trọng đất D: bề dày lớp đất ẩm o tưới nước thải Ví dụ: ẩm độ đất trước tưới nước thải 19% khả thấm lọc đất 1.000 m3/ha tỉ trọng đất 1,5 bề dày lớp đất ẩm o tưới nước thải 90 cm Lượng nước o ay hơ hấp thực vật 250mm/tháng Xác định chu kỳ tưới nước thải, ẩm độ đất sau tưới nước thải? Giải: Ta có: I = 1.000m3/10.000m2 = 0,1 m = 100 mm  P" = 27,3% Chu kỳ tưới nước thải: = 12 ngày Như ta dùng ngày cho việc tưới ti u ngày đất nghỉ để q trình phân hủy chất rắn lơ lửng xảy hồi phục khả tưới tiêu đất Ngồi q trình tưới ti u vào mùa mưa n n tính đến lượng nước mưa tuần theo phương trình 7.1 Mực thủy cấp phải thấp mặt đất 0,6  1,0 m để tránh vấn đề nhiễm nước ngầm Độ dốc cánh đồng có trồng trọt khơng lớn 20%, cánh đồng khơng trồng trọt sườn đồi khơng lớn 40% Khả khử BOD5, SS coliform khoảng 99% Nitơ ị hấp thu thảm thực vật thực vật thu hoạch chuyển nơi khác hiệu suất đạt đến 90% CÁNH ĐỒNG LỌC NHANH Xử lý nước thải cánh đồng lọc nhanh việc đưa nước thải vào k nh đào khu vực đất có độ thấm lọc cao (mùn pha cát, cát) với lưu lượng nạp lớn Các điều kiện địa lý độ thấm lọc đất, mực thủy cấp quan trọng việc ứng dụng phương pháp Nước thải sau thấm lọc qua đất thu lại ống thu nước đặt ngầm đất giếng khoan Mục tiêu phương pháp xử lý là:   Nạp lại nước cho túi nước ngầm, nước mặt Tái sử dụng chất inh ưỡng trử nước thải lại để sử dụng cho vụ mùa Phương pháp giúp xử lý triệt để loại nước thải ngăn chặn xâm nhập mặn nước biển vào túi nước ngầm Tuy nhiên dạng đạm hữu chuyển hóa thành đạm nitrát vào nước ngầm, vượt q tiêu chuẩn 10mg/L sử dụng chúng làm nước sinh hoạt gây bệnh methemoglobinenia trẻ em khu vực xử lý nằm tình trạng yếm khí H2S sinh làm nước ngầm có mùi Hiệu suất xử lý SS, BOD5, coliform phân hệ thống gần triệt để, hiệu suất khử nitơ khoảng 50%, phospho khoảng 70  95% Các điểm cần lưu ý cho q trình thiết kế lưu lượng nạp nước thải 10  250 cm/tuần Thời gian nạp kéo dài 0,5  ngày sau cho đất nghỉ  ngày Độ sâu mực nước ngầm từ 3 m Độ dốc thường nhỏ 5% Để xác định khả thấm lọc đất người ta thường khoan lổ đường kính 100  300 cm Đáy lổ nằm ngang mực với tầng đất cần cho thiết kế, đổ đầy nước, độ thấm lọc xác định theo hai cách: độ sâu lớp nước rút khoảng thời gian định thời gian cần thiết để nước lổ rút xuống mức Để xác định lượng nitơ ị khử người ta dùng cơng thức: Nt: tổng lượng nitrogen bị khử mg/L TOC: tổng lượng carbon hữu nước thải an đầu mg/L -5 o lượng TOC lại sau nước thải thấm qua lớp đất dày 1,5 m mg/L /2 thực nghiệm cho thấy cần gcarbon hữu để khống hóa 1g nitơ Lưu lượng nạp nước thải: Lw = (IR in/h) (1 ft/12 in) (24 h/d) (OD d/yr) (F) Lw: lưu lượng nước thải nạp hàng năm; ft/yr IR: tốc độ thấm lọc đất; in/h OD: số ngày vận hành năm; F: hệ số thấm lọc cho loại hình xác định độ thấm lọc F: 10  15% giá trị thấm lọc nhỏ thử nghiệm k nh đào F:  10% giá trị thấm lọc đo độ dẫn nước đất theo chiều đứng Diện tích cần sử dụng: Ghi chú: nên cộng thêm diện tích cho đường nội bộ, khu vực trữ, khu vực đệm dự trù mở rộng tương lai CÁNH ĐỒNG CHẢY TRÀN Là phương pháp xử lý nước thải nước thải cho chảy tràn lên bề mặt cánh đồng có độ dốc định xun qua trồng sau tập trung lại k nh thu nước Mục đích:   Xử lý nước thải đến mức q trình xử lý cấp II, cấp III Tái sử dụng chất inh ưỡng để trồng thảm cỏ tạo vành đai xanh Hiệu suất xử lý SS, BOD5 hệ thống từ 95  99%, hiệu suất khử nitơ khoảng 70  90%, phospho khoảng 50  60% Các điểm cần lưu ý cho q trình thiết kế:     Đất thấm nước sét sét pha cát Lưu lượng nạp nước thải thơ 10 cm/tuần Lưu lượng nạp nước thải sau xử lý cấp I 15  20 cm/tuần Lưu lượng nạp nước thải sau xử lý cấp II 25  40 cm/tuần Độ sâu mực nước ngầm khơng cần thiết Độ dốc khoảng  4%, chiều ài đường nước thải khơng nhỏ 36 m Thời gian nạp kéo dài  sau cho đất nghỉ 16  18 giờ, vận hành  ngày/tuần Tính lượng BOD5 TOC bị khử theo cơng thức: BOD5: TOC: C: BOD5 TOC cần đạt nước thải đầu C0: BOD5 TOC nước thải đầu vào A A': hệ số thực nghiệm khả khử BOD TOC hệ thống K k': số thực nghiệm tốc độ khử BOD5 TOC hệ thống K k' = k/qn k n: hệ số thực nghiệm q: lưu lượng nạp nước thải cho hệ thống 0,1  0,37 m3/hr.m (theo chiều dốc) Các giá trò k n Loại nước thải Các hệ số k n Nước thải sau xử lý cấp I BOD5 0,043 0,136 TOC 0,038 0,170 BOD5 0,030 0,402 TOC 0,032 0,350 Nước thải sau xử lý cấp II Các giá trò A A' biến đổi lớn theo q để áp dụng tính toán người ta dùng biện pháp qui chiếu từ đồ thò sau: Tỉ lệ BOD5 TOC lại theo chiều dài đường nước thải thô nước thải xử lý cấp I XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG THỦY SINH THỰC VẬT Xử lý nước thải tảo Tảo nhóm vi sinh vật có khả quang hợp, chúng dạng đơn (vài lồi có kích thước nhỏ số vi khuẩn), đa (như lồi rong iển, có chiều dài tới vài mét) Các nhà phân loại thực vật dựa loại sản phẩm mà tảo tổng hợp chứa tế bào chúng, loại sắc tố tảo để phân loại chúng Một số lồi tảo tiêu biểu Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng thay đổi mơi trường, có khả phát triển nước thải, có giá trị inh ưỡng hàm lượng protein cao, o người ta lợi dụng đặc điểm tảo để: Xử lý nước thải tái sử dụng chất inh ưỡng Các hoạt động sinh học ao ni tảo lấy chất hữu inh ưỡng nước thải chuyển đổi thành chất dinh ưỡng tế bào tảo qua q trình quang hợp Hầu hết loại nước thải thị, nơng nghiệp, phân gia súc xử lý hệ thống ao tảo  Biến lượng mặt trời sang lượng thể sinh vật Tảo ùng lượng mặt trời để quang hợp tạo n n đường, tinh bột Do việc sử dụng tảo để xử lý nước thải coi phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi lượng mặt trời thành lượng thể sống  Tiêu diệt mầm bệnh Thơng qua việc xử lý nước thải cách ni tảo mầm bệnh có nước thải bị tiêu diệt yếu tố sau đây: Sự thay đổi pH ngày ao tảo ảnh hưởng q trình quang hợp Các độc tố tiết từ tế bào tảo Và tiếp xúc mầm bệnh với xạ mặt trời (UV)  Thơng thường người ta kết hợp việc xử lý nước thải sản xuất thu hoạch tảo để loại bỏ chất hữu nước thải Tuy nhiên tảo khó thu hoạch ( o kích thước nhỏ), đa số có thành tế ày o động vật khó ti u hóa, thường bị nhiễm bẩn kim loại nặng, thuốc trừ sâu, mầm bệnh lại nước thải Các phản ứng diễn ao tảo chủ yếu "hoạt động cộng sinh tảo vi khuẩn" Sơ đồ ao nuôi tảo thâm canh Các yếu tố cần thiết cho q trình xử lý nước thải tảo Dưỡng chất: Ammonia nguồn đạm cho tảo tổng hợp nên protein tế bào thơng qua q trình quang hợp Phospho, Magnesium Potassium ưỡng chất ảnh hưởng đến phát triển tảo Tỉ lệ P, Mg K tế bào tảo 1,5 : : 0,5 Độ sâu ao tảo: độ sâu ao tảo lựa chọn tr n sở tối ưu hóa khả nguồn sáng q trình tổng hợp tảo Theo sở lý thuyết độ sâu tối đa ao tảo khoảng 4,5  inches (12,5cm) Nhưng thí nghiệm mơ hình cho thấy độ sâu tối ưu nằm khoảng  10 inches (20  25cm) Tuy nhiên thực tế sản xuất, độ sâu ao tảo nên lớn 20cm (và nằm khoảng 40  50 cm) để tạo thời gian lưu tồn chất thải ao tảo thích hợp trừ hao thể tích o cặn lắng Thời gian lưu tồn nước thải ao (HRT): thời gian lưu tồn nước thải tối ưu thời gian cần thiết để chất inh ưỡng nước thải chuyển đổi thành chất inh ưỡng tế bào tảo Thường người ta chọn thời gian lưu tồn nước thải ao lớn 1,8 ngày nhỏ ngày Lượng BOD nạp cho ao tảo: lượng BOD nạp cho ao tảo ảnh hưởng đến suất tảo lượng BOD nạp q cao mơi trường ao tảo trở nên yếm khí ảnh hưởng đến q trình cộng sinh tảo vi khuẩn Một số thí nghiệm Thái Lan cho thấy điều kiện nhiệt đới độ sâu ao tảo 0,35 m, HRT 1,5 ngày lượng BOD nạp 336 kg/(ha/ngày) tối ưu cho ao tảo suất tảo đạt 390 kg /(ha/ngày) Khuấy trộn hồn lưu: q trình khuấy trộn ao tảo cần thiết nhằm ngăn khơng cho tế bào tảo lắng xuống đáy tạo điều kiện cho inh ưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy q trình quang hợp Trong ao tảo lớn khuấy trộn ngăn q trình phân tầng nhiệt độ ao tảo yếm khí đáy ao tảo Nhưng việc khuấy trộn tạo nên bất lợi làm cho cặn lắng l n ngăn cản q trình khuếch tán ánh sáng vào ao tảo Moraine cộng viên (1979) cho tốc độ dòng chảy ao tảo nên khoảng cm/s Hồn lưu giúp cho ao tảo giữ lại tế bào vi khuẩn tảo hoạt động; giúp cho q trình thơng thống khí, thúc đẩy nhanh phản ứng ao tảo Thu hoạch tảo: tảo thu hoạch lưới giấy lược, thu hoạch cách tạo bơng cặn tách nổi, thu hoạch sinh học lồi cá ăn thực vật động vật khơng xương sống ăn tảo Xử lý nước thải thủy sinh thực vật có kích thước lớn Thủy sinh thực vật lồi thực vật sinh trưởng mơi trường nước, gây nên số bất lợi cho người việc phát triển nhanh phân bố rộng chúng Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý nước thải, làm phân compost, thức ăn cho người, gia súc làm giảm thiểu bất lợi gây chúng mà thu thêm lợi nhuận Các loại thủy sinh thực vật Thủy thực vật sống chìm: loại thủy thực vật phát triển ưới mặt nước phát triển nguồn nước có đủ ánh sáng Chúng gây nên tác hại làm tăng độ đục nguồn nước, ngăn cản khuyếch tán ánh sáng vào nước Do lồi thủy sinh thực vật khơng hiệu việc làm chất thải Thủy thực vật sống trơi nổi: rễ loại thực vật khơng ám vào đất mà lơ lửng mặt nước, thân phát triển mặt nước Nó trơi mặt nước theo gió òng nước Rễ chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn ám vào để phân hủy chất thải Thủy thực vật sống nổi: loại thủy thực vật có rễ ám vào đất thân phát triển mặt nước Loại thường sống nơi có chế độ thủy triều ổn định Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu Tên thơng thƣờng Loại Thuỷ sinh thực vật sống chìm Thuỷ sinh thực vật sống trơi trơi Thuỷ sinh thực vật sống Tên khoa học Hydrilla Hydrilla verticillata Water milfoil Myriophyllum spicatum Blyxa Blyxa aubertii Lục bình Eichhornia crassipes Bèo Wolfia arrhiga Bèo tai tượng Pistia stratiotes Salvinia Salvinia spp Cattails Typha spp Bulrush Scirpus spp Sậy Phragmites communis Nhiệm vụ thuỷ sinh thực vật hệ thống xử lý Phần thể Rễ và/hoặc thân Nhiệm vụ Là giá bám cho vi khuẩn phát triển Lọc hấp thu chất rắn Thân /hoặc mặt nước phía mặt nước ắnHáp thu ánh mặt trời o đóẳngn cản phát triển tảo làm giảm ảnh hưởng gió lên bề mặt xử lý Làm giảm trao đổi nước khí Chuyển oxy từ xuống rể Một số thuỷ sinh thực vật tiêu biểu Một số giá trị tham khảo để thiết kế ao Lục Bình để xử lý nƣớc thải Thơng số Số liệu thiết kế Chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý > 50 ngày BOD5 < 30mg/L 200 m3/(ha.day) TSS < 30 mg/L Nước thải thơ  Thời gian lưu tồn nước  Lưu lượng nạp nước thải  Độ sâu tối đa  Diện tích đơn vị ao 0,4  Lưu lượng nạp chất hữu < 30kg BOD5/(ha.day)  Tỉ lệ dài : rộng ao < 1,5 m >3:1 Nước thải qua xử lý cấp I  Thời gian lưu tồn nước  Lưu lượng nạp nước thải  > ngày BOD5 < 10mg/L 800 m3/(ha.day) TSS < 10 mg/L Độ sâu tối đa 0,91 m TP < mg/L  Diện tích đơn vị ao 0,4 TN < mg/L  Lưu lượng nạp chất hữu < 50kg BOD5/(ha.day)  Tỉ lệ dài : rộng ao >3:1 O'Brien (1981) trích dẫn Chongrak Polprasert (1989) XỬ LÝ BÙN Việc xử lý bùn tạo từ q trình xử lý lý, hóa, sinh học cần thiết để hồn thiện hệ thống xử lý Đối với bùn có chứa kim loại nặng kết tủa q trình xử lý hóa học người ta thường đặc, sau xi măng hóa thải khu vực qui định Đối với loại bùn từ bể lắng sơ cấp, thứ cấp người ta xử lý hầm ủ Biogas q trình ủ phân compost, sân phơi ùn tùy điều kiện cho phép Sân phơi bùn [...]... nước là "tiêu chuẩn nước thải" và "tiêu chuẩn nguồn nước" Theo qui định các xí nghiệp phải xử lý nước thải đạt đến "tiêu chuẩn nước thải" cho phép mới được xả vào nguồn nước Tuy nhiên biện pháp này gây ra sự tranh cãi vì nó chỉ quản lý nồng độ các chất gây ơ nhiễm trong nước thải chứ khơng quản lý tổng lượng chất gây ơ nhiễm do một nhà máy thải Một nhà máy lớn tuy thải ra nước thải có hàm lượng chất... trong việc gây ơ nhiễm mơi trường sẽ lớn hơn Bảo vệ các nguồn nước theo "tiêu chuẩn nguồn nước" dựa tr n cơ sở xếp loại các nguồn nước và quản lý tất cả các nguồn xả để duy trì nguồn nước đó ở mức độ đã đề ra Quản lý các nguồn nước theo "tiêu chuẩn nước thải" dễ hơn theo "ti u chuẩn nguồn nước" Giá trị giới hạn cho phép của các thơng số và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nƣớc mặt (TCVN 5942-1995) Số... nước có nhận nước thải: nếu nguồn nước này có nhiều đoạn được xếp loại khác nhau thì nước thải khi thải vào các nguồn này phải xử lý đến mức độ nào? Ví dụ nước thải 1 có cần xử lý đến mức đạt tiêu chuẩn để thải vào nguồn loại B hay khơng?  Sẽ có tranh cải về tỉ lệ % của nguồn nước được bảo vệ cho các hoạt động về cơng nghiệp, nơng nghiệp, sinh hoạt trong tương lai Thủ tục hành chánh phiền hà và các. .. Khả năng đó được thể hiện qua 2 q trình:   Qúa trình xáo trộn (pha lỗng ) thuần t lý học giữa nước thải với nguồn nước Q trình khống hố các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước Do hai q trình trên nồng độ các chất ơ nhiễm đưa vào nguồn nước sau một thời gian sẽ giảm xuống đén một mức nào đó Đối với nguồn nước có dòng chảy (sơng) nước thải được pha lỗng với nguồn nước và theo dòng chảy đổ ra biển... để oxy hóa hồn tồn các chất hữu cơ, sau đó ùng phương pháp phân tích định lượng và cơng thức để xác định hàm lượng COD Khi thiết kế các cơng trình xử lý nước thải cơng nghiệp hoặc hỗn hợp nước thải sinh hoạt và cơng nghiệp cần thiết phải xác định BOD và COD ƢỚC LƢỢNG TẢI LƢỢNG Ơ NHIỄM CỦA NƢỚC THẢI Tải lượng các chất gây ơ nhiễm Trong q trình tính tốn các cơng trình xử lý, như đã trình ày ở trên cần... cần thiết làm sạch nước thải trước khi cho xả ra nguồn nước, cần đánh giá chính xác khả năng tự làm sạch của nguồn nước bằng cách tiến hành nghiên cứu cẩn thận về thuỷ văn, thuỷ sinh và thành phần hố lý của nguồn nước Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nƣớc Q trình xáo trộn nước thải với nước nguồn Khi xác định mức độ xáo trộn giữa nước thải với nước sơng khơng lấy... xử lý để loại bỏ các tạp chất tự nhiên (nếu cần thiết) Loại A: nguồn nước uống sau khi xử lý lắng, lọc, khử trùng và xử lý để loại bỏ các tạp chất tự nhiên (nếu cần thiết) Loại B: nguồn nước cho ơi lội, tắm và các sử dụng ở mức thấp hơn Loại C: nguồn nước dùng cho các hoạt động đánh ắt thủy sản hoặc các sử dụng ở mức thấp hơn  Loại D: nguồn nước sử dụng cho các hoạt động nơng nghiệp, làm nguội các. .. nguội các hoặc chế biến các sản phẩm cơng nghiệp hoặc các sử dụng ở mức thấp hơn Nguồn nước lợ     Loại SA: nguồn nước sử dụng cho các hoạt động đánh ắt các lồi giáp xác để bn bán và các hoạt động khác Loại SB: nguồn nước sử dụng cho các hoạt động ơi lội và các hoạt động khác ngoại trừ việc đánh ắt các lồi giáp xác để bán Loại SC: nguồn nước sử dụng cho các hoạt động đánh cá và các hoạt động khác ngoại... đánh ắt các lồi giáp xác để bán Loại SD: nguồn nước sử dụng cho các hoạt động ngoại trừ việc ơi lội, đánh ắt các lồi giáp xác, đánh ắt cá Nguồn nước ngầm   Loại GA: nguồn nước sử dụng làm nước uống, nấu nướng, chế biến thực phẩm và các mục đích khác Loại GB: nguồn nước sử dụng cho cơng nghiệp hoặc các mục đích cấp nước khác ngoại trừ các mục đích của loại GA Sử dụng phương pháp quản lý nguồn nước cũng... vững các qui định và phương pháp quản lý của các cơ quan này Sau đây, chúng ta sẽ àn đến các qui định này Quản lý các nguồn nƣớc Sự ơ nhiễm các nguồn nước có thể xảy ra do ơ nhiễm tự nhiên và ơ nhiễm nhân tạo   Ơ nhiễm tự nhiên là do q trình phát triển và chết đi của các lồi thực vật, động vật có trong nguồn nước, hoặc là o nước mưa rửa trơi các chất gây ơ nhiễm từ trên mặt đất chảy vào nguồn nước ... nước thải phép thải vào nguồn nước cơng cộng ban hành Bộ KHCN & MT Trên ngun tắc, Sở KHCN & MT có quy n đưa tiêu chuẩn riêng ti u chuẩn khơng thấp ti u chuẩn Bộ Do việc tìm hiểu qui định, tiêu chuẩn... khu vực) Trước việc dự báo dân số khu vực trách nhiệm kỹ sư, ngày số liệu tìm thấy dễ dàng quan quy hoạch cấp địa phương, khu vực hay quốc gia Lượng nước tiêu thụ tr n đầu người biến động theo