THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT QUẬN BÌNH THẠNH.TP.HCM

CHƯƠNG TRANGBOD:biochemical oxgen demandnhu cầu oxy sinh học COD:chemical oxygen demand-nhu cầu oxy hóa học SS: suspended solidschất lơ lững DO: dissolved oxygenoxy hòa tan DANH SÁCH CÁC

TRƯỜNG CAO ĐẴNG KINH TẾ - CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

THẠNH.TP.HCM

GVHD: Trương Thị Thùy Trang

SVTH: Nuyễn Minh Châu

Lớp: C6SH2

Page 2

CHƯƠNG TRANG

BOD:biochemical oxgen demand(nhu cầu oxy sinh học)

COD:chemical oxygen demand-(nhu cầu oxy hóa học)

SS: suspended solids(chất lơ lững)

DO: dissolved oxygen(oxy hòa tan)

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 8.1:Sơ đồ quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí 16

Hình 2.74:Sơ đồ một hồ yếm khí xử lý nước thải chế biến thịt 22

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1:Các thông số của quá trình kị khí để xử lý nước thải

19

22

Bảng 3:chi phí xây dựng .

59

Bảng 4:chi phí máy móc-thiết bị

60

Bảng 5:Chi phí điện năng

61

Bảng 6:Chi phí hóa chất

61

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô trường CD Kinh Tế Công Nghệ Tp.HCM,thầy cô khoa công nghệ sinh học đã tận tình hướng dẫn ,bồi dưỡng kiến thức cho tôi suốt thời gian học tập

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến TS.Trương Thị Thùy Trang,cô trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ tôi để hoàn thành được đồ án thí nghiệm này,nhờ có cô mà từ những kiến thức

lý thuyết tôi có thể chuyển thành những kinh nghiệm thực tế trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài

Xin cảm ơn tất cả bạn bè đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi mọi điều

Trên hết tôi vô cùng biết ơn gia đình đã đọng viên ủng hộ tôi trong mọi chuyện ,luôn giúp đỡ và là chỗ dựa vững chắc cho tôi

Do thời gian nghiên cứu và kiến thức còn nhiều hạn chế nên chắc chắn đề tài không tránh khỏi những sai sót.Tôi mong nhận được ý kiến kiến đóng góp của các thầy cô,các anh chị và các bạn để đồ án tôi được hoàn chỉnh hơn

Xin chân thành cảm ơn

TP.HCM,tháng 05 năm 20012Sinh viên

Nguyễn Minh Châu

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 6

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

I.1 GI I THI U Ớ Ệ

Nước thải sinh hoạt là một vấn đề quan trọng cho những thành phố lớn và đông dân cư, nhất là đối với các quốc gia đã phát triển Riêng đối với các quốc gia còn trong tình trạng đang phát triển, vì hệ thống cống rãnh thoát nước còn trong tình trạng thô

sơ, không hợp lý cũng như không theo kịp đà phát triển dân số nhanh như trường hợp

ở các thành phố ở Việt Nam như Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nha Trang, Đà Nẳng, Cần Thơ v.v…, việc giải quyết và xử lý nước thải nầy hầu như không thể thực hiện được Nước thải sau khi qua mạng lưới cống rãnh được chảy thẳng vào sông rạch và sau cùng đổ ra biển cả mà không qua giai đoạn xử lý Thêm nữa, hầu hết các cơ sở sản xuất công kỹ nghệ cũng không có hệ thống xử lý nước thải, do đó tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngày càng trầm trọng hơn nữa Nếu tình trạng trên không chấm dứt, nguồn nước mặt và dọc theo bờ biển Việt Nam sẽ không còn được sử dụng được nữa trong một tương lai không xa

Và quận Bình Thạnh, một quận nằm trong nội thành thuộc Thành phố Hồ Chí Minh với dân số khá lớn,với nền kinh tế phát triển với tốc độ nhanh, trong quận có nhiều nhà máy sản xuất, khách sạn, nhà hàng, trường học và nhiều ngành dịch vụ khác Do đó lượng nước thải xả ra môi trường là một con số tương đối lớn Vấn đề đặt

ra là phải có một hệ thống xử lý nước thải cho quận để đảm bảo vệ sinh môi trường và

an toàn sức khỏe cho người dân Thế nhưng từ trước đến nay chúng ta chưa chú ý đến việc xử lý nước thải, trong khi về mặt kĩ thuật chúng ta có thể hoàn toàn làm được và hậu quả của nó để lại là rất nghiêm trọng, nước ở các kênh rãnh bốc mùi huỷ hoại mỹ quan của thành phố và sức khoẻ của người dân

Cùng với việc hiện nay trên địa bàn Quận có rất nhiều dự án quy hoạch các khu dân cư, chỉnh trang đô thị Vì vậy việc xây dựng, vận hành hệ thống xử lý nước thải cho quận là rất cần thiết và cấp bách

I.2 NHI M V  Đ  ÁN Ệ Ụ Ồ

Thiết kế trạm xử lý nước thải cho Quận Bình Thạnh TP Hồ Chí Minh

Lựa chọn 2 phương án xử lý

Chất lượng nước sau xử lý đạt cột A QCVN 14:2009/BTNMT

Tính toán thiết kế các công trình đơn vị - trạm xử lý nước thải toàn khu

Lập bảng thuyết minh tính toán

I.3 N I DUNG TH C HI N Ộ Ự Ệ

Giới thiệu tổng quan về khu vực quận Bình Thạnh: Số lượng dân số trong quận, khu công nghiệp, nhà máy sản xuất, các khu vui chơi, trường học, khách sạn…

Qua đó xác định lưu lượng, thành phần nước thải để đưa ra phương án xử lý hiệu quả

Lập 2 phương án xử lý nước thải sau đó:

+ Tính toán thiết kế

+ Tính toán kinh tế cho 2 phương án đó

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 8

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

II.1 Đ C ĐI M CHUNG C A QU N BÌNH TH NH Ặ Ể Ủ Ậ Ạ

 Diện tích : 2076 ha

 Dân số : 464397 người

 Dân tộc : 21 dân tộc, đa số là người Kinh

Vị trí địa lý - điều kiện tự nhiên - kinh tế - văn hoá-xã hội – môi trường

• Vị trí địa lý

Quận Bình Thạnh nằm về phía Đông Bắc thành phố Hồ Chí Minh, ở vị trí cửa ngõ thành phố, là vùng đất có một vị trí chiến lược quan trọng

Phía Đông Bắc giáp với quận 2 và Thủ Đức; ở phía Nam, Bình Thạnh và quận

1 cách nhau bởi con rạch Thị Nghè; về phía Tây - Tây Bắc giáp với quận Gò Vấp và Phú Nhuận

• Điều kiện tự nhiên

Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, Quận Bình Thạnh có nhiệt độ cao đều trong năm và hai mùa mưa – khô rõ rệt Mùa mưa được bắt đầu từ tháng

5 tới tháng 11, còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình

27 °C, cao nhất lên tới 40 °C, thấp nhất xuống 13,8 °C

Quận Bình Thạnh có sông Sài Gòn bao quanh mạn Đông Bắc

Cùng với sông Sài Gòn các kinh rạch: Thị Nghè, Cầu Bông, Văn Thánh, Thanh

Đa, Hố Tàu, Thủ Tắc đã tạo thành một hệ thống đường thủy đáp ứng lưu thông cho xuồng, ghe nhỏ đi sâu vào các khu vực trên khắp địa bàn Bình Thạnh, thông thương với các địa phương khác

Kinh Thanh Đa được khởi đào vào năm 1897 đã biến bán đảo Thanh Đa- Bình Quới trở thành “vùng sâu” có 3 mặt giáp với sông Chính địa thế này đã tạo nhiều thuận lợi cho phong trào đấu tranh yêu nước của nhân dân Bình Hòa-Thạnh Mỹ Tây trong hai cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp và đế quốc Mỹ Hiện nay, bán đảo

Thanh Đa - Bình Quới xinh đẹp với khí hậu tươi mát là một khu du lịch nổi tiếng ở thành phố Hồ Chí Minh.

Quận Bình Thạnh được xem là một nút giao thông quan trọng của thành phố Hồ Chí Minh bởi vì Bình Thạnh là điểm đầu mối gặp gỡ các quốc lộ: Quốc lộ 1, Quốc lộ 13; là cửa ngõ đón con tàu thống nhất Bắc Nam qua cầu Bình Lợi vào ga Hòa Hưng và lại có Bến xe khách Miền Đông

• Kinh tế

Từ thuở khai hoang lập ấp cho đến khi nhà Nguyễn trực tiếp cai quản, nông nghiệp lúa nước là ngành kinh tế chủ yếu của cư dân Bình Hoà - Thạnh Mỹ Tây, bên cạnh chăn nuôi và đánh cá

Dưới thời Pháp thuộc, nông nghiệp vẫn là ngành kinh tế chủ đạo Nhưng do ở

vị trí địa lý thuận lợi có nhiều đường giao thông thủy bộ quan trọng lại ở trung tâm tỉnh lỵ Gia Định, thủ công nghiệp, thương nghiệp lại có điều kiện phát triển và mở rộng, đã xuất hiện một số cơ sở công nghiệp nhỏ

Trong thập niên 60, kinh tế Bình Hoà - Thạnh Mỹ Tây chưa có sự thay đổi Nhưng vào thập niên 70, các nhà tư bản trong và ngoài nước đã có đầu tư, nhất là lĩnh vực công nghiệp Vì thế, trong 5 năm trước giải phóng , sản xuất công nghiệp tăng lên đáng kể Nông nghiệp tụt hậu do đất đai bị thu hẹp để xây dựng nhà cửa và thương nghiệp phát triển tăng vọt nhằm phục vụ cho một số lượng đông dân cư do quá trình

đô thị hoá và quân sự hoá cưỡng chế

Sau năm 1975 , trong quá trình khôi phục, cải tạo và xây dựng kinh tế theo định hướng xã hội chủ nghĩa , cơ cấu kinh tế Bình Thạnh có sự chuyển dịch Kinh tế nông nghiệp đã lùi về vị trí thứ yếu và hiện nay chiếm một tỷ trọng rất nhỏ.Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp, thương nghiệp - dịch vụ - du lịch trở thành ngành kinh tế chủ yếu, thúc đẩy quá trình đô thị hoá nhanh chóng, làm thay đổi diện mạo kinh tế - văn hóa xã hội của quận huyện trong hiện tại và tương lai

Quận Bình Thạnh được quy hoạch phát triển thành một phần trung tâm của Thành phố Hồ Chí Minh Với tiềm năng về lao động, đất đai, sông rạch, cảnh quan thiên nhiên, quận Bình Thạnh có những lợi thế để đẩy mạnh chuyển dịch kinh tế theo hướng thương mại - dịch vụ, du lịch

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 10

Đối với các ngành nghề ưu tiên, như sản xuất sạch có giá trị gia tăng cao, các ngành dịch vụ cao cấp và du lịch, được đưa vào chương trình ưu đãi về vốn, hỗ trợ về thông tin, đào tạo nhân lực Quận tổ chức bộ phận hỗ trợ về pháp lý và thủ tục để tạo điều kiện thuận lợi nhất cho các nhà đầu tư Đối với các tuyến đường chuyên doanh, việc phổ biến chủ trương của quận về khuyến khích kinh doanh các ngành hàng truyền thống và mới để người dân tự giác điều chỉnh ngành nghề kinh doanh cho phù hợp được coi trọng.

Công tác đầu tư phát triển, nâng cấp kết cấu hạ tầng được đẩy mạnh Nhiều dự

án công trình đã được đầu tư, triển khai việc chỉnh trang, xây dựng mới tại nhiều khu vực; nhiều khu dân cư mới được hình thành; kết cấu hạ tầng, như đường giao thông, mạng lưới điện, mạng lưới thông tin, trụ sở làm việc, trường học, bệnh viện, công viên cây xanh được đầu tư, từng bước đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội và chuyển dịch cơ cấu kinh tế của quận

Tuy vậy, trong quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng thương mại - dịch vụ thời gian qua, Bình Thạnh vẫn còn một số hạn chế, bất cập:

- Chất lượng tăng trưởng, phát triển và hiệu quả của ngành dịch vụ còn thấp, phát triển dưới mức tiềm năng Sự phát triển chủ yếu dựa vào số lượng cơ sở tăng, còn chất lượng hoạt động của từng thành phần kinh tế, từng ngành hàng vẫn còn nhiều hạn chế.Hoạt động của ngành dịch vụ còn phân tán, chưa hình thành các trung tâm thương mại chuyên doanh

Hoạt động dịch vụ tư nhân của quận đang ở giai đoạn khởi đầu với quy mô nhỏ, hiệu quả còn thấp Trong cơ cấu doanh thu của dịch vụ phần lớn chủ yếu dựa vào ngành thương nghiệp, còn doanh thu trong ngành khách sạn, ăn uống và các dịch vụ khác chiếm tỷ trọng thấp, hoạt động chưa vượt ra khỏi phạm vi địa bàn quận Dịch vụ quốc doanh và hợp tác xã chưa tìm được chỗ đứng trên thị trường, với số lượng cơ sở chiếm tỷ trọng không đáng kể

Tiềm năng, thế mạnh của quận về vốn, lao động, đất đai, vị trí địa lý, cảnh quan thiên nhiên chưa được khai thác đúng mức trong quá trình phát triển kinh tế nói chung và phát triển ngành dịch vụ nói riêng

- Quy hoạch sử dụng đất và quản lý đô thị còn nhiều bất cập, chưa tạo được sự đồng bộ, gắn kết với quá trình quy hoạch, phát triển kinh tế - xã hội Hạ tầng kỹ thuật

và xã hội chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển kinh tế.Hạ tầng kỹ thuật trong thời gian qua đã được đầu tư, xây dựng nhiều nhưng không đều, chỉ tập trung mở rộng ở khu vực phía đông bắc

- Môi trường kinh doanh và đầu tư còn có những bất cập đối với nhu cầu phát triển kinh tế Những chính sách thu hút đầu tư chưa rõ ràng, chưa đủ sức hấp dẫn, thu hút các nhà đầu tư chiến lược trong và ngoài nước Thu ngân sách còn nhiều bất cập, vẫn còn tồn tại một thực trạng sót hộ trong quá trình quản lý thu thuế

- Tốc độ tăng dân số cơ học nhanh, nhất là dân nhập cư, đa số là dân nghèo, nên

đã ảnh hưởng đến quá trình phát triển kinh tế và tốc độ đô thị hoá của quận

Kinh tế ngày càng phát triển và số lượng dân số gia tăng thì lượng nước thải xả

ra môi trường sẽ không thể kiểm soát được vì vậy vấn đề cấp thiết hiện nay đặt ra là xây dựng cho quận một hệ thống xử lý nước thải hợp lý để bảo vệ môi trường và con người

• Văn hóa —xã hội

Bình Thạnh là một trong những khu vực có người cư trú khá cổ xưa của thành phố, nơi qui tụ của nhiều lớp cư dân qua các thời kỳ lịch sử hình thành Thành phố Hồ Chí Minh ngày nay.Ở Bình Thạnh, cho đến nay, hầu như có mặt nhiều người từ Bắc, Trung, Nam đến sinh sống lập nghiệp Chính vì vậy mà các hoạt động văn hóa vừa phong phú vừa đa dạng Những lớp dân cư xưa của Bình Thạnh đã đến đây khai phá, sinh nhai, trong hành trang của mình, văn hóa như một nhu cầu quan trọng để sống và tồn tại Mặt khác, trong buổi đầu chinh phục vùng đất Bình Thạnh hôm nay, những người Bình Thạnh xưa đã phải chống chọi với bao nổi gian nguy, khắc nghiệt của thiên nhiên, sinh hoạt văn hóa đã trở nên chỗ dựa cần thiết Bên cạnh nền văn hóa vốn có, những lớp dân cư xưa ấy đã có thêm những nét văn hóa mới nảy sinh trong công cuộc khai phá, chinh phục thiên nhiên và rồi để truyền lại cho con cháu hôm nay như một truyền thống văn hóa

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 12

• Môi trường

Với tốc độ gia tăng dân số quá nhanh, cơ sở hạ tầng chưa kịp quy hoạch nâng cấp tổng thể, ý thức một số người dân lại quá kém trong nhận thức và bảo vệ môi trường chung Vì vậy, Quận Bình Thạnh hiện nay đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường quá lớn.Hiện trạng nước thải không được xử lý đổ thẳng vào hệ thống sông ngòi còn rất phổ biến.Nhiều cơ sở sản xuất, bệnh viện và cơ sở y tế chưa

có hệ thống xử lý nước thải là một thực trạng đáng báo động

Vấn đề đặt ra là phải có một hệ thống xử lý nước thải cho quận để đảm bảo vệ sinh môi trường và an toàn sức khỏe cho người dân Thế nhưng từ trước đến nay chúng ta chưa chú ý đến việc xử lý nước thải, trong khi về mặt kĩ thuật chúng ta có thể hoàn toàn làm được

Thế nên hiện nay trên địa bàn Quận có rất nhiều dự án quy hoạch các khu dân

cư, chỉnh trang đô thị Xây dựng, vận hành hệ thống xử lý nước thải cho quận để đảm bảo vấn đề mỹ quan và môi trường đô thị

II.2 T NG QUAN V  N Ổ Ề ƯỚ C TH I VÀ CÁC PH Ả ƯƠ NG PHÁP  

X  LÝ Ử

II.2.1 KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC THẢI

Nước thải là nước đã qua sử dụng vào các mục đích như:sinh hoạt ,dịch vụ,tưới

tiêu,thủy lợi,chế biến công nghiệp,chăn nuôi,các xí nghiệp…

Thông thường nước thải được phân theo nguồn phát sinh ra chúng:

Nước thải sinh hoạt :nước thải từ các khu dân cư,hộ gia đình ,bệnh viện

Nước thải công nghiệp :là nước thải từ các xí nghiệp xản suất công nghiệp,thủ công ,giao thông vận tải

Nước thải tự nhiên :nước mưa,ở những thành phố hiện đại chúng được gom theo hệ thống thoát nước riêng

Nước thấm qua :nước mưa thấm qua hệ thống cống

Nước thải đô thị :là chất lỏng trong hệ thống cống thoát của thành phố đó là hỗn hợp các loại nước trên.

II.2.2VAI TRÒ VÀ TÁC HẠI CỦA NƯỚC THẢI

II.2.2.1 vai trò:

Trong nước thải có nhiều hợp chất hữu cơ,vô cơ và thành phần vi sinh vật.cho nên một

số loại nước thải giúp ích cho quá trình xản suất nông nghiệp,cung cấp cho cây trông f một số chất dinh dưỡng như:n.p.c…và một số chất hữu cơ

Bên cạnh đó sinh vật tron nupowcs thải thám vào đất phân hủy các chất có trong đất giúp đất tươi xốp

Nước thải sau khi sử lý có thể đưa vào tái sử dụng trong công nghiệp và nông nghiệp

Hơn thế nữa ,môi trường lại có khả năng xâm nhập vào cơ thể động thực vật và con người bởi nhu cầu của sinh vật cho nên nó tác động trực tiếp đến mọi hoạt động sống của con người,gay nên nhiều tác hại xấu ảnh hưởng đến mọi mặt trong xã hội

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 14

II.2.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

II.2.3.1.MỤC ĐÍCH CỦA XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Mục đích của quá trình xử lý nước thải là loại bớt các chất ô nhiễm có trong nước thải đến mức độ chấp nhận được theo tiêu chuẩn quy định.Mức độ yêu cầu xử lý nước thải phụ thuộc vào các yếu tố sau:

Xử lý để tái sử dụng

Xử lý để quay vòng

Xử lý để thải ra môi trường

Hầu hết nước thải được xử lý để thải ra môi trường trong trường hợp này ,yêu cầu mức độ xử lý phụ thuộc vào nguồn tiếp nhận nước thải và quy định của tung fkhu vực khác nhau

Để đạt được mục đích đó chúng ta thường dựa vào đặt điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương án xử lý thích hợp

Các phương pháp hóa học và hóa học

Dùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gồm có: trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại Cơ sở của phương pháp này

là các phản.ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất thêm vào, do đó, ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước khép kín.Tuy nhiên, phương pháp hóa học có nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với quy mô

lớn Bản chất của phương pháp hoá lý trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường.

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 16

Trung hòa

Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:

- Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm;

– Bổ sung các tác nhân hóa học;

– Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa;

– Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid

Keo tụ – tạo bông

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 – 10 micromet Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại Vì kích thước hạt nhỏ,

tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ

do lực hút Vander Waals giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã

bị trung hòa điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông

dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại:

- Phương pháp kị khí sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy

- Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn chính như sau:

– Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật

– Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào

– Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp

tế bào mới

Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, PH, dinh dưỡng và các yếu tố vi lượng

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 18

Các loại hình công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học:

Phương pháp sinh học kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;

• Giai đoạn 2: acid hóa;

• Giai đoạn 3: acetate hóa;

• Giai doạn 4: methan hóa

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2 Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate.Vi sinh vật chuyển hóa methan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines, và CO

Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

- Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB);

- Qúa trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process)

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 20

Xử lý bằng phương pháp “tiếp xúc kị khí “bị len men có thiết bị trộn nvaf có bể lắng riêng.

-Phương pháp này gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị điều chỉnh bùn tuần hoàn Giữa hai thiết bị khử khí để loại khí tắc trong các cục vón tắc khí sẽ ảnh hưởng xấu toqis quá trình lắng

-Bể phản ứng làm bằng bê tong,bằng thép hay chất dẻo chống ăn mòn ,cách nhiệt dể duy trì nhiệt độ mong muốn ở khu vực giữa.Khấy trộn bằng cách bơm

Hinh 8.2 Bể tiếp xúc kị khí

1.Nước thô,2.Nước đã xử lý,3.Bùn dư,.4.Tuần hoàn bùn,

5.Gas,6.Trộn gas,7.Loại bỏ khí,8lắngPhương pháp này ít chịu ảnh hưởng bởi lưu lượng ,thích hợp với việc xử lý phân chuông,xử lý chất nước thải đặc như:trong công nghiệp đồ hộp ,cất cồn ,công nghiệp hóa chất,công nghiệp bột giấy …hiệu quả của phương pháp Này loại bỏ được BOD5

Tới 80_95% và COD từ 65-90%

Xử lý nước thải ở lớp bìn kị khí với dòng hướng lên (UASE)hay còn goi là lên men lớp bùn-ANAPULSE:

Bể phản ứng có thể làm bằng bê tông,thép không rỉ,được cách nhiệt ở bên ngoài ,trong bể phản ứng với nước lên qua màng bùn và tieps tục vào bể lắng đặt cùng với bể phản ứng.

Khí meetan được tạo ra ở giữa lớp bùn Hỗn hợp khí lỏng –bùn làm cho bùn tạo thành dạng hạt lơ lửng->bùn tiếp xúc với nhiều hợp chất hữu cơ có trong nước thải và quá trình phân hủy xảy ra tích cực

Một số khí và bọt khí bám vào và nổi lên mặt nước khi qua phải lớp lưới chăn phía trên ,các bọt khí bị vỡ ,hạt bùn tách ra lại rơi xuống Để cho bùn ở trạng thái lơ lửng,vận tốc dòng hướng lên khoảng 0,6-0,9m/h

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 22

Qúa trình Nhu cầu õi

hĩa học (mg/l)

Thời gian lưu nước tropng bể (h)

Tải trọng chất hữu cơ (kg COD/m 3 ngày)

Hiệu suất khử COD (%)

Sơ đồ bể kị khí thường gặp

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 24

Hồ kị khí:

Ở trong hồ kị khí vi sinh vật kị khí phân hủy các chất hữu cơ thành các sản phẩm cuối ở dạng khí chủ yếu là

CO2,CH4,và các sản phẩm trung gian sinh mùi như H2S,axit hữu cơ…

Đặt tính của nước thải xử lý bằng phương pháp kị khí là có hàm lượng chất hữu cơ cao,cụ thể là proterin,mỡ không chứa các chất có độc tinhsvoiws vi sinh vật ,các chất

có nhiệt độ tương đối cao

Bảng 2.Ở NHIỆT ĐỘ >20OC SỐ LIỆU THIẾT KẾ HỒ KỊ KHÍ

THỜI GIAN LƯU NƯỚC ( NGÀY) HIỆU SUẤT GIẢM BOD (%)

12,55

506070

Hồ kị khí đật hiệu suất khử BOD được 75%là tải trọng chất hữu cơ bằng 320g

BOD/M3.ngày ,thời gian lưu nước 4 ngày ,t>250c

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 26

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn:

- Oxy hóa các chất hữu cơ;

- Tổng hợp tế bào mới;

- Phân hủy nội bào

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo.Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành: :

- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được

sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng,

bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất

- Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định

Và còn nhiều phương pháp nữa…

II.3 CÁC PH ƯƠ NG PHÁP X  LÝ N Ử ƯỚ C TH I Đ Ả ƯỢ C S Ử  

D NG Ụ

II.3.1.PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC

• Song chắn rác hoặc lưới chắn rác

Loại bỏ tất cả các tạp vật có thể gây sự cố trong quá trính vận hành hệ thống XLNTnhư tắc ống bơm, đường ống hoặc ống dẫn

Trong xử lý nước thải đô thị người ta dùng song chắn để lọc nước và dùng máy nghiền nhỏ cácvật bị giữ lại, còn trong xử lý nước thải công nghiệp người ta đặt thêm lưới chắn

Song chắn rác được phân loại theo cách vớt rác:

+Song chắn rác vớt rác thủ công, dùng cho trạm xử lý có công suất nhỏ dưới 0,1 m3/ngày

+Song chắn rác vớt rác cơ giới bằng các bằng cào dùng cho trạm có c.suất lớn hơn 0,1 m3/ngày

Rác được vớt 2-3lần trong ngày và được nghiền để đưa về bể ủ bùn hoặc xả trực tiếpphía trước thiết bị

• Thiết bị nghiền rác:

Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ lơ lửngtrong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thực tế cho thấy việc sửdụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó khăn cho các công đoạnxử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên như làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bịlàm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí và dính bám vào các tuabin… Do vậy phải cânnhắc trước khi dùng

• Bể điều hòa

Dùng để duy trì sự ổn định của dòng thải, khắc phục những vấn đề vận hành do

sự daođộng của lưu lượng dòng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dâychuyền xử lý

Lợi ích:

-Làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệthống về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây các bể sinhhọc (do được tính toán chính xác hơn) Hơn nữa các chất ức chế quá trình

xử lý sinh học sẽđược pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật

-Chất lượng nước thải sau xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể lắng thứ cấp được cải thiện dolưu lượng nạp chất rắn ổn định

-Diện tích bề mặt cần cho hệ thống lọc nước giảm xuống và hiệu suất lọc được cảithiện, chu kỳ làm sạch bề mặt các thiết bị lọc cũng ổn định hơn

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 28

• Bể lắng cát

Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải Trong nước thải, bản thân cát không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát

Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp.Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn có lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn.Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng.Ở đây phải tính toán thế nào để cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi

bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến (bể lắng radian)

II.3.2.Phương pháp xử lý sinh học

• Bể aerotank

Tại bể Aeroten diển ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp

từ máy thổi khí Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí(bùn hoạt tính) sẽ phân huỷ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở đơn giản như: CO2, H2O…theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí → H2O+CO2 + Sinh khối mới +…

Hiệu suất xử lý của bể làm thoáng tính theo COD, BOD đạt khoảng 90 - 95%

II.3.3.Phương pháp hoá học

Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo

Cl2 là chất oxi hoá mạnh ở bất kỳ dạng nào.Khi cho Clo tác dụng với nó sẽ tạo thành HOCl có tácdụng diệt trùng mạnh Khi cho Clo vào trong H2O, chất diệt trùng

sẽ khuyếch tán qua lớp vỏ tế bàosinh vậtgây phản ứng với men tế bào làm phá hoại các quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinhvật

Khi cho Clo vào trong nước, phản ứng diễn ra như sau:

Cl2 + H2O = HCl + HClO

Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li

Cl2 + H2O = H+ + OCl- + Cl-

Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:

Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl

2HOCl = 2H+ +

2OCl-Khả năng diệt trùng của Clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong H2O Nồng độ HOCl phụ thuộcvào lượng ion H+ trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước Khi:

- PH = 6 thì HOCl chiếm 99,5% còn OCl- chiếm 0.5%

- PH = 7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl- chiếm 21%

- PH = 8 thì HOCl chiếm 25% còn OCl- chiếm 75%

Tức là PH càng cao hiệu quả khử trùng càng giảm

Tác dụng khử trùng của HOCl cao hơn nhiều OCl-

Khi cho Clo vào trong nước ngoài việc diệt vi sinh vật, nó còn khử các chất hoà tan và NH3

khoảng 3 – 5 lần, còn khả năng diệt trùng của dicloramin thấp hơn HOCl khoảng 20 – 25 lần.

Khi PH tăng → NCl3 tạo ít Khả năng diệt trùng của NH2Cl =( 1/3 -1/5) NHCl2

và NH2Cl2 =(1/20 –1/25)Cl2

Sau khi qua xử ly (hệ thống xử lý) thì lượng Clo lượng dư: 0.3-0.5mg/l Sao cho đến cuối ống còn0.05mg/l

Lượng Clo dư đưa vào trong nước phải xác định bằng thực nghiệm Khi thiết kế

sơ bộ có thể lấy nhưsau : đối với nước thải sau xử lý cơ học là 10mg/l; nước thải sau

xử lý Aeroten không hoàn toàn hayBiophin cao tải là 5mg/l; nước thải xử lý sinh học hoàn toàn là 3mg/l

Khi trong nước có phenol, khử trùng bằng Clo → Clo phenol có mùi rất khó chịu.Nên khử bằng NH3trước khi khử trùng

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

III.1 CÁC S  LI U C  S Ố Ệ Ơ Ở

Quận Bình Thạnh thuộc TP HCM nằm tren sông Đồng Nai (nguồn loại A) có các số liệu về nước thải sau đây

+ Dân số thành phố N: 20.000 người

+ Tiêu chuẩn thoát nước q: 200 lít/người.ngày đêm

+ Tải lượng BOD20 của nước thải sinh hoạt: nBOD = 35g/người/ngày đêm

+ Tải lượng chất lơ lửng của nước thải sinh hoạt: nll = 55g/người/ngày đêm

Các loại nước thải tập trung khác từ:

• Nhà máy công nghiệp:

+ Lưu lượng QCN: 8.000m3/ngày đêm

+ Hàm lượng chất lơ lửng SS : 400mg/L

+ Hàm lượng BOD5: 100mg/L

• Khách sạn : 1000 Khách

• Trường đại học:1.500 Sinh viên

Bảng 1- Lưu lượng nước thải công nghiệp xả vào mạng lưới thành phố:

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 32

• Chất lượng nước thải sau khi xử lý cần đạt tiêu chuẩn cột A QCVN 14:2008/BTNMT

+ Hàm lượng chất lơ lửng: C ≤ 50 mg/lít

+ Hàm lượng BOD5: L ≤30 mg/lít

Và nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn sẽ được xả vào sông Đồng Nai

III.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CỦA CÁC LOẠI NƯỚC THẢI

• Nước thải sinh hoạt

Lưu lương nước thải trung bình ngày đêm của nước thải sinh hoạt được xác định theo công thức:

Trong đó: q = Tiêu chuẩn thoát nước của nước thải sinh hoạt trong quận Bình Thành, q

= 200 lít/người.ngđ;

N = Số dân trong quận

• Nước thải của khách sạn

Nguồn:Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn

Lưu lượng nước thải của khách sạn được xác định theo công thức sau:

Trong đó: = Tiêu chuẩn thoát nước của khách sạn, = 180 lít/người.ngđ; = số người khách trong khách sạn, = 1000 khách

• Nước thải của trường đại học

Nguồn:Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn

SVTH: Nguy n Minh Châu ễ Page 34