XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỢ ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải chợ đầu mối Thủ Đức: 1.1.1 Đặc tính nước thải:       1.1.2 Nước sinh hoạt khu hành chính, dịch vụ cư dân sống khu vực chợ Nước chảy tràn từ bể tự hoại nhà vệ sinh lồng chợ A Nước rửa loại hàng hóa, nước rửa chợ Nước ép rác từ trạm xử lý rác chợ Nước tưới Nước mưa chảy tràn khu vực chợ Thành phần đặc tính nước thải: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Các chất chứa nước thải bao gồm chất vô cơ, hữu vi sinh vật Lượng chất hữu chiếm 50 – 60 % tổng chất bao gồm chất hữu thực vật như: cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy chất hữu động vật chất thải tiết người, động vật xác động thực vật Xét theo đặc tính hóa học chất hữu nước thải bao gồm protein chiếm 40 – 60%, hydrat cacbon chiếm 25-50%, chất béo dầu mỡ khoảng 10% Nồng độ chất hữu thường xác định tiêu BOD COD Lượng chất vô nước thải chiếm khoảng 40 – 42 % gồm cát, đất sét, axit, bazơ vô Vi sinh vật nước thải có nhiều loại vi khuẩn, virut, nấm, rong, tảo, trứng giun sán , số loại vi sinh vật có khả gây bệnh tạo thành dịch bệnh Hiện yêu cầu thiết kế trạm xử lý nước thải chợ có công suất 2000 m 3/ ngày đêm Kết phân tích số tiêu nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải bảng 1.1 Bảng 1.1 Kết phân tích số tiêu nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải chợ đầu mối Thủ Đức STT Thông số pH BOD5 mg/l 250 COD mg/l 400 mg/l 38 mg/l 12 mg/l 190 SS Đơn vị Đầu vào 6,72 Nguồn [10] Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT 1.2 Tổng quan phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý phương pháp thích hợp khác Một cách tổng quát, phương pháp xử lý nước thải chia làm loại sau:    1.2.1 Phương pháp xử lý học Phương pháp xử lý hóa học hóa lý Phương pháp xử lý sinh học Phương pháp xử lý học: Phương pháp xử lý học sử dụng dựa vào lực vật lý lực trọng trường, lực ly tâm để tách chất không hòa tan, hạt lơ lửng có kích thước đáng kể khỏi nước thải Phương pháp tương đối đơn giản, rẻ tiền hiệu xử lý chất lơ lửng tốt nên thường áp dụng rộng rãi Các công trình thường sử dụng chủ yếu như: Song/lưới chắn rác; Thiết bị nghiền rác; Bể điều hòa; Bể khuấy trộn; Lắng; Lắng cao tốc; Tuyển nổi; Lọc; Hòa tan khí; Bay tách khí Việc ứng dụng công trình thường tóm tắt bảng sau: Bảng 1.2 Áp dụng công trình học xử lý nước thải Công trình (1) Song chắn rác (2) Nghiền rác (3) Bể điều hòa Áp dụng Tách chất rắn có kích thước lớn hay nhỏ Nghiền chất rắn thô đến kích thước nhỏ đồng Điều hòa lưu lượng, tải lượng BOD SS (4) Khuấy trộn Khuấy trộn hóa chất hay khí vào nước thải giữ cặn trạng thái lơ lửng (5) Lắng Tạo hạt cặn nhỏ thành hạt có kích thước lớn để tách cặn lắng trọng lực nén bùn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI (6) Tuyển Tách hạt cặn lơ lửng nhỏ hạt cặn có tỷ trọng xấp xỉ tỷ trọng nước, sử dụng để nén bùn sinh học (7) Lọc Tách hạt lơ lửng lại sau xử lý sinh học hóa học Bổ sung tách khí Bay hợp chất hữu dễ bay khỏi nước thải Nguồn [3] (8) Vận chuyển khí (9) Bay bay khí 1.2.2 GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Phương pháp xử lý hóa học hóa lý: Chủ yếu dựa vào đặc tính hóa học, phản ứng hóa học để xử lý nước thải Mặc dù hiệu xử lý cao chi phí xử lý tốn đặc biệt có khả tạo thành sản phẩm phụ độc hại nên phương pháp thường sử dụng Bảng 1.3 Áp dụng trình hóa học xử lý nước thải Quá trình Kết tủa Áp dụng Tách phospho nâng cao hiệu việc tách cặn lơ lửng bể lắng bậc Hấp phụ Tách chất hữu không xử lý phương pháp hóa học thông thường phương pháp sinh học Khử trùng Phá hủy chọn lọc vi sinh vật gây bệnh Khử trùng chlorine Phá hủy chọn lọc vi sinh vật gây bệnh Clorine hóa chất sử dụng rộng rãi Khử clorine Tách lượng clo dư lại sau trình clo hóa Khử trùng ChlO2 Phá hủy chọn lọc vi sinh vật gây bệnh Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Khử trùng BrCl2 Phá hủy chọn lọc vi sinh vật gây bệnh Khử trùng Ozone Phá hủy chọn lọc vi sinh vật gây bệnh Khử trùng tia UV Phá hủy chọn lọc vi sinh vật gây bệnh Nguồn [3] 1.2.3 Phương pháp sinh học: Phương pháp sinh học thường áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt Mục đích xử lý nước thải phương pháp sinh học keo tụ tách hạt keo không lắng; ổn định ( phân hủy ) chất hữu nhờ hoạt động vi sinh vật hiếu khí kỵ khí Sản phẩm cuối trình phân hủy sinh học thường chất khí CO2, N2, CH4, H2S; chất vô NH4+, PO43- tế bào Các trình xử lý sinh học chia làm nhóm chính:  Quá trình hiếu khí  Quá trình thiếu khí  Quá trình kỵ khí  Thiếu khí kỵ khí kết hợp  Quá trình hồ sinh học Mỗi trình phân chia phụ thuộc vào việc xử lý thực hệ thống tăng trưởng lơ lửng ( suspended- growth system ) hay hệ thống tăng trưởng bám dính ( attached- growth system ) hay hệ thống kết hợp Phương pháp sử dụng nhiều rẻ tiền sản phẩm phụ trình tận dụng làm phân bón ( bùn hoạt tính ) tái sinh lượng ( khí mêtan ) 1.3 Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt biện pháp sinh học áp dụng nay: 1.3.1 Công trình xử lý sinh học kỵ khí: Quá trình xử lý khí dựa sở phân hủy chất hữu giữ lại công trình nhờ lên men kỵ khí Đối với công trình qui mô vừa nhỏ người ta thường dùng công trình kết hợp việc tách cặn lắng với phân hủy kỵ khí chất hữu pha rắn pha lỏng Các công trình thường áp dụng là: loại bể tự hoại, giếng thấm Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT 1.3.1.1 Bể tự hoại: Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo bể tự hoại Bể tự hoại công trình xử lý nước thải bậc I ( xử lý sơ ) đồng thời thực chức năng: lắng nước thải lên men cặn lắng Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hình tròn mặt xây dựng gạch, bê tông cốt thép, chế tạo vật liệu composite Bể chia làm ngăn Do phần lớn cặn lắng ngăn thứ nên dung tích ngăn chiếm 50 – 70 % dung tích toàn bể Các ngăn bể tự hoại chia làm hai phần: Phần lắng nước thải ( phía ) phần lên men cặn lắng ( phía ) Nước thải vào với thời gian lưu nước bể từ đến ngày Do vận tốc bể bé nên phần lớn cặn lơ lửng lắng lại Hiệu lắng cặn bể tự hoại đạt từ 40- 60 % phụ thuộc vào nhiệt độ, chế độ quản lý vận hành bể Qua thời gian từ – tháng, cặn lắng lên men yếm khí Quá trình lên men chủ yếu diễn giai đoạn đầu lên men axit Các chất khí tạo nên trình phân giải ( CH4, CO2, H2S ) lên kéo theo hạt cặn khác làm cho nước thải nhiễm bẩn trở lại tạo nên lớp váng mặt nước Để dẫn nước thải vào khỏi bể người ta phải nối ống phụ kiện Tê với đường kính tối thiểu 100mm với đầu ống đặt lớp màng nổi, đầu nhô lên phía để tiện việc kiểm tra, tẩy rửa không cho lớp cặn nổi, bể chảy đường ống cống Cặn bể tự hoại lấy theo định kì Mỗi lần phải lấy để lại khoảng 20% lượng cặn lên men lại bể để làm men giống cho bùn cặn tươi lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho trình phân hủy cặn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT 1.3.1.2 Giếng thấm: Giếng thấm công trình nước thải xử lý phương pháp lọc qua lớp cát, sỏi oxy hóa kị khí chất hữu hấp phụ lớp cát sỏi Nước thải sau xử lý thấm vào đất Do thời gian nước lưu lại đất lâu nên loại vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt hầu hết Để đảm bảo cho giếng hoạt động bình thường, nước thải phải xử lý phương pháp lắng bể tự hoại bể lắng hai vỏ Giếng thấm sử dụng mực nước ngầm đất sâu 1,5m để đảm bảo hiệu thấm lọc không gây ô nhiễm nước đất Giếng thấm nước xuống đất, cho thấm nhiều m nước xuống đất mưa to, từ mái nhà xuống, từ hai bên đường vào Hai bên hố đào lót đá to nhỏ, tới cát Đặt ngầm xuống đất nơi trống, công viên hay lòng đường Trên đường xá, hai bên vỉa hè thường có hệ thống thu nước, cho thấm xuống giếng thấm bên thay vào cống chảy nơi khác, giếng thấm ngấm nước mưa nội chỗ phần lớn nước, sau chứa, cho chảy sông rạch Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo giếng thấm 1.3.2 Công trình xử lý sinh học hiếu khí: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Quá trình xử lý nước thải dựa oxy hóa chất hữu có nước thải nhờ oxy tự hòa tan Các công trình xử lý sinh học hiếu khí điều kiện tự nhiên thường tiến hành hồ ( hồ hiếu khí, hồ kỵ khí ) đất ngập nước Tuy nhiên, công trình cần có mặt lớn nên thường không áp dụng trạm xử lý có mặt giới hạn Để khắc phục tình trạng thiếu mặt có công trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo dựa nguyên tắc hoạt động bùn hoạt tính trình màng sinh vật Các công trình thường dùng: bể aerotank, kênh oxy hóa, bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học 1.3.2.1 Bể Aerotank: Bể aerotank loại bể sử dụng phương pháp bùn hoạt tính Nước thải sau xử lý sơ chứa phần lớn chất hữu dạng hòa tan chất lơ lửng vào Aerotank Các chất lơ lửng số chất rắn hợp chất hữu chưa phải dạng hòa tan Các chất lơ lửng làm nơi để vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản phát triển dần thành hạt cặn Các hạt to dần lơ lửng nước Chính vậy, xử lý nước thải aerotank gọi trình xử lý sinh trưởng lơ lửng quần thể vi sinh vật Các cặn bùn hoạt tính Bùn hoạt tính cặn màu nâu sẫm, chứa hợp chất hữu hấp phụ từ nước thải nơi cư trú cho vi khuẩn vi sinh vật bậc thấp khác sống phát triển Trong nước thải có hợp chất hữu hòa tan- loại chất dễ bị vi sinh vật phân hủy Ngoài ra, có loại hợp chất hữu khó phân hủy loại hợp chất chưa hòa tan hay khó hòa tan dạng keo- dạng hợp chất có cấu trúc phức tạp cần vi khuẩn tiết enzym ngoại bào, phân hủy thành chất đơn giản thẩm thấu qua màng tế bào bị oxy hóa tiếp thành sản phẩm cung cấp vật liệu cho tế bào sản phẩm cuối CO nước Các hợp chất hữu dạng keo dạng chất lơ lửng khó hòa tan hợp chất bị oxy hóa vi sinh vật khó khăn xảy chậm Hiệu làm bể aerotank phụ thuộc vào: Đặc tính thủy lực bể hay gọi hệ số sử dụng thể tích bể, phương pháp nạp chất vào bể thu hỗn hợp bùn hoạt tính khỏi bể, kiểu dáng dặc trưng thiết bị làm thoáng nên thiết kế phải kể đến ảnh hưởng để chọn kiểu dáng kích thước bể cho phù hợp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Các loại bể aerotank truyền thống thường có hiệu xử lý cao Tuy nhiên, trình hoạt động bể cần có thêm bể lắng I ( loại bớt chất bẩn trước vào bể ) lắng II ( lắng cặn, bùn hoạt tính ) Trong điều kiện nay, diện tích đất ngày hạn hẹp Vì giảm thiết bị hay công trình xử lý tốt Để khắc phụ tình trạng có bể đáp ứng nhu cầu ( aerotank hoạt động mẻ, bể Unitank ) 1.3.2.2 Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ ( SBR ):      Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ dạng công trình xử lý sinh học nước thải bùn hoạt tính Trong diễn trình thổi khí, lắng bùn gạn nước thải Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn tối thiểu để xử lý liên tục Trong bể trình thổi khí trình lắng thực bể phản ứng bỏ qua bể lắng II Quá trình hoạt động diễn ngăn gồm giai đoạn: Pha làm đầy: Có thể vận hành với chế độ làm đầy tĩnh, làm đầy hòa trộn làm đầy sục khí nhằm tạo môi trường khác cho mục đích khác Thời gian pha làm đầy chiếm từ 25 – 30 % Pha phản ứng (sục khí ): Ngừng đưa nước thải vào Tiến hành sục khí Hoàn thành phản ứng sinh hóa pha làm đầy Thời gian phản ứng chiếm khoảng 30% chu kỳ hoạt động Pha lắng: Điều kiện tĩnh hoàn toàn thực ( không cho nước thải vào, không rút nước ra, thiết bị điều tắt ) nhằm tạo điều kiện cho trình lắng Thời gian chiếm khoảng từ 5- 30% chu kỳ hoạt động Pha tháo nước sạch: Pha chờ: Áp dụng hệ thống có nhiều bể phản ứng, bỏ qua số thiết kế Thời gian hoạt động tính cho phù hợp với loại nước thải khác mục tiêu xử lý Nồng độ bùn bể thường khoảng từ 1500- 2500 mg/l Chu kỳ hoạt động bể điều khiển rơle thời gian Trong ngăn bể bố trí hệ thống vớt váng, thiết bị đo mức bùn Ưu điểm bể Aerotank hoạt động gián đoạn: Bể có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành Hiệu xử lý cao trình hòa trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn diễn gần giống điều kiện lý tưởng BOD nước thải sau xử lý thường thấp 20mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng 3- 25 mg/l N-NH khoảng từ 0.3- 12 mg/l Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Sự dao động lưu lượng nước thải ảnh hưởng đến hiệu xử lý Bể làm việc không cần lắng II Trong nhiều trường hợp, bỏ qua bể điều hòa bể lắng I Đây ưu điểm lớn Aerotank hoạt động gián đoạn điều kiện đất đai bị giới hạn thành phố tiết kiệm công trình Nhược điểm bể: Công suất xử lý nhỏ để bể hoạt động có hiệu người vận hành phải có trình độ theo dõi thường xuyên bước xử lý nước thải Hình 1.3 Bể SBR hoạt động theo mẻ 1.3.2.3 Công nghệ Unitank: Unitank công nghệ hiếu khí xử lý nước thải bùn hoạt tính, trình xử lý liên tục hoạt động theo chu kì Nhờ trình điều khiển linh hoạt cho phép thiết lập chế độ xử lý phù hợp với nước thải đầu vào mở rộng chức loại bỏ Phospho Nitơ cần thiết Việc thiết kế hệ thống Unitank dựa loạt nguyên tắc qui luật riêng, khác với hệ thống xử lý nước thải bùn hoạt tính truyền thống Về cấu trúc, Unitank khối bể hình chữ nhật chia làm khoang thông qua tường chung Hai khoang có thêm hệ thống máng cưa nhằm thực chức năng: vừa bể sục khí để vi sinh vật oxy hóa chất hữu gây bẩn, vừa bể lắng II tách bùn khỏi nước xử lý Hệ thống đường ống đưa nước thải vào Unitank thiết kế để đưa nước thải vào khoang tùy theo pha Nước thải sau xử lý theo máng cưa bể chứa nước sạch, bùn sinh học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 10 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Tính toán lượng Chlorine Bảng 3.17 : Các thông số thiết kế cho bể khử trùng Chlorine Thông số Giá trị Thời gian tiếp xúc, phút 15 ÷ 30 L/W ≥ 10 : Số bể tiếp xúc (1 hoạt động, dự trữ) ≥2 Tốc độ dòng chảy, m/phút ≥ ÷ 4.5 Nguồn [3] Thể tích cần thiết bể V = Q x t = 62.5 m3/h x 0.5h = 31.25m3 Trong đó: Q = 1500 m3/ngày = 62.5 m3/giờ t: thời gian tiếp xúc Chọn t = 30 phút = 0.5h Tiết diện ngang bể tiếp xúc: Vận tốc nước chảy bể khoảng – 4.5 m/ph, chọn v = m/phút - F= = = 0.52m2 Giả sử chiều sâu hữu ích bể tiếp xúc H = 1m Chiều rộng bể là: W = = = 0.52m Chọn W = 0.6m Chiều dài tổng công bể: L= = = 52m Kiểm tra tỷ số: L:W = 52m:0.6m = 86 > 10  thỏa yêu cầu Vậy kích thước bể đạt yêu cầu: L x W x H = 52m x 0.6m x 1m Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 47 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Để giảm chiều dài xây dựng chia bể làm ngăn chảy zitzac Chiều rộng ngăn B = 0.6m chiều dài L ngăn tính sau: L’ = = = 6.5m Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0.35m Chiều cao xây dựng H = hbv + h = 0.35m + 1m = 1.35m Vậy kích thước tổng thể hữu ích ngăn là: L’ x B x H = 6.5m x 0.6m x 1.35m Tính toán lượng hóa chất cần thiết để khử trùng Bảng 3.18 : Liều lượng Chlorine cho vào khử trùng Nước thải Liều lượng (mg/L) Nước thải sinh hoạt lắng sơ – 10 Nước thải kết tủa hóa chất – 10 Nước thải sau bể xử lý sinh học – 10 Nước thải sau xử lý bùn hoạt tính 2–8 Nước thải sau lọc cát 1–5 Nguồn [1] Lượng Clo hoạt tính trung bình cần thiết để khử trùng nước thải: y= Trong đó: a: liều lượng Clo hoạt tính g/m3, xác định dựa theo quy định TCXD 51-84 nước thải sau xử ký sinh học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 48 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT a = 10 g/m3 với nước thải sau xử lý học a = g/m3 với nuco71 thai sau xử lý sinh học không hoàn toàn a = g/m3 với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn Chọn a = g/m3 để tính toán Ứng với lưu lượng lớn giờ: - y= = = 0.375kg/h Ứng với lưu lượng trung bình:  y = = = 0.1875kg/h Ta sử dụng hóa chất khử trùng NaOCl, với lượng Clo hoạt tính p = 20% Như lượng Clorua vôi cần sử dụng là: X = = = 0.9375kgNaOCl/h = 22.5kgNaOCl/ngày Dung tích thùng hòa tan tính theo công thức: W = = = 0.9m3 = 900l Trong đó: - Qtb,ngày: lưu lượng trung bình ngày đêm, Q = 1500m 3/ngày đêm - b: nồng độ dung dịch clorua vôi, b = 2.5% - p: hàm lượng clo hoạt tính NaOCl, p = 20% Thể tích tổng cộng thùng hòa tan: Wtc = 1.1 x W = 1.1 x 900 = 990l 1000l Lượng dung dịch clorua vôi 2.5% cung cấp qua bơm định lượng tính theo công thức: q = X x x = 0.9375kg/h x = 187.5l/h Tất thiết bị sử dụng cho việc khử trùng nước thải (thùng hòa trộn, thùng hòa tan, bơm định lượng hóa chất…) đặt phòng chuyên dụng – Trạm Clo Chọn bơm định lượng lưu lượng Q = 188 l/h Tính toán đường ống dẫn nước thải nguồn tiếp nhận: Lưu lượng nước ngoài: Q = 62.5 m3/h Vận tốc ống v = 0.7m/s Đường kính ống sắt tráng kẽm: D = = 0.177m Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 49 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Chọn Ø = 178mm Bảng 3.19 : Kết tính toán bể khử trùng Thông số Giá trị Lích thước L x B x H 6.5m x 0.6m x 1.35m Thời gian tiếp xúc 30 (phút) Số ngăn Bơm định lượng Q = 188l/h Thùng hòa tan 1000lít Khối lượng Clo vôi cần sử dụng 22.5kg/ngày Ống dẫn nước nguồn tiếp nhận Ø = 178 Bể phân bùn kị khí (Metan): Nhiệm vụ: công trình xây dựng để lên men (ổn định yếm khí) loại bùn cặn nước thải Toàn lượng bùn thải từ bể lắng I bùn dư từ bể Unitank cần chuyển tới bể metan để ổn định Sản phẩm trình lên men chủ yếu CH4 (khoảng 60% lượng khí tạo thành) Ngoài có sản phẩm khác như: CO 2, NH3, H2,… Trên thực tế, trình lên men bể metan phân hủy 60 – 80% chất hữu Sau qua bể phân hủy bùn kị khí bùn hút định kì vào tháng Tính toán kích thước bể Lượng cặn tươi từ bể lắng đợt I: 3.2.8 Wc = = 3.465m3/ngày Trong đó: - C’’ hàm lượng chất lơ lửng nước thải dẫn vào bể lắng I, C’’ = 161.5mg/l - Q lưu lượng ngày đêm nước thải, Q = 1500m 3/ngày đêm - E: hiệu suất lắng có làm thoáng sơ bộ, E = 65% - K: hệ số tính đến khả tăng lượng cặn có cở hạt lơ lửng lớn, K = 1.1 – 1.2 Chọn K = 1.1 - P = độ ẩm hạt cặn tươi, P = 95% (Nguồn: ) Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 50 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Chọn chế độ lên men ấm với t = 330C Tổng lượng cặn bể W = Wc + WUnitank = 3.465m3/ngày + 0.5m3/ngày = 4m3/ngày Dung tích bể phân hủy bùn V = = 57.142m3 Trong đó: - W: Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể phân hủy bùn - d: Liều lượng cặn ngày đên dẫn vào bể (%), phụ thuộc vào chế độ lên men độ ẩm cặn, lấy theo bảng 7-32 (Điều 7.190 Nguồn: [6]) Lấy d = 7% - Chọn kích thước xây dựng bể là: D = 5m h = 1m h2 = 1m hct = 3m Bảng 4.19: Kết tính toán bể phân hủy bùn kị khí Thông số Giá trị Kích thước D × H × B 5m ×5m × 2.3 Bơm bùn ly tâm, hoạt động dự phòng Ống dẫn bùn Ø = 60 Bể phân bùn kị khí (Metan): Nhiệm vụ: công trình xây dựng để lên men (ổn định yếm khí) loại bùn cặn nước thải Toàn lượng bùn thải từ bể lắng I bùn dư từ bể Unitank cần chuyển tới bể metan để ổn định Sản phẩm trình lên men chủ yếu CH4 (khoảng 60% lượng khí tạo thành) Ngoài có sản phẩm khác như: CO 2, NH3, H2,… Trên thực tế, trình lên men bể metan phân hủy 60 – 80% chất hữu Sau qua bể phân hủy bùn kị khí bùn hút định kì vào tháng Tính toán kích thước bể Tổng lượng cặn bể W = WUnitank = 27.56 m3/ngày Dung tích bể phân hủy bùn 3.2.9 V = = 393.7m3 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 51 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Trong đó: - W: Lượng cặn tổng cộng dẫn đến bể phân hủy bùn - d: Liều lượng cặn ngày đên dẫn vào bể (%), phụ thuộc vào chế độ lên men độ ẩm cặn, lấy theo bảng 7-32 (Điều 7.190 Nguồn: [6]) Lấy d = 7% - Chọn kích thước xây dựng bể là: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 52 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT CHƯƠNG 4: KHAI TOÁN CHI PHÍ XỬ LÝ, VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG 4.1 Khai toán chi phí xử lý: Bảng 4.1 : Khai toán chi phí xây dựng ST T Hạng mục A Xây dựng Hầm tiếp nhận Bể điều hòa Lắng đứng Bể Unitank Bể phân hủy bùn kỵ khí Bể khử trùng Nhà điều hành, phòng thí nghiệm Nhà đặt thiết bị Tổng cộng (A) :7.709.250.000 B Thiết bị - Song chắn rác thô 10 11 12 13 14 15 16 17 Máy lọc rác tinh Bơm nước thải hố thu gom Bơm nước thải bể điều hòa Bơm bùn bể Unitank Bơm lắng I, bể phân hủy bùn kỵ khí - Máy thổi khí chìm - Máy thổi khí cho hệ thống Unitank Bồn đựng clorua vôi 1000l Hệ thống đường ống phân phối - 18 Môtơ quay bể lắng I 19 Bơm định lượng 20 Tủ điện điều khiển 21 Đĩa phân phối khí Tống cộng (B) :9.992.290.750 Tổng cộng ( A+B) 10.000.000.000 Giá trị (Số lượng ) Đơn vị Đơn giá (VND) Thành tiền (VND) 33.75 493 380 1560 57.5 5.5 50 30 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 3.000.000 3.000.000 3.000.000 3.000.000 3.000.000 3.000.000 1.500.000 1.500.000 101.250.000 1.479.000.000 1.140.000.000 4.680.000.000 172.500.000 16.500.000 75.000.000 45.000.000 Cái 2.000.000 2.000.000 2 Cái Bơm Bơm Bơm Bơm 15.000.000 10.000.000 10.000.000 20.000.000 20.000.000 15.000.000 20.000.000 20.000.000 40.000.000 80.000.000 Cái Cái 100.000.000 75.000.000 500.000.000 225.000.000 1 Cái Hệ thốn g Bơm Cái 2.000.000 2.000.000 1.000.000.00 1.000.000.000 1 330 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 10.000.000 20.000.000 100.000.000 400.000 10.000.000 20.000.000 100.000.000 132.000.000 53 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT 4.2 Vận hành quản lý hệ thống: 4.2.1 Nguyên tắc vận hành bảo dưỡng thiết bị:  Nguyên tắc vận hành hệ thống xử lý nước thải: Trước tiến hành vận hành nhà máy xử lý nước thải, phải kiểm tra toàn hệ thống xem có an toàn để hoạt động không Kiểm tra thiết bị điện, kiểm tra mực nước thải, kiểm tra thiết bị khắc phục cố có đầy đủ không tiến hành thao tác khởi động hệ thống Trong trình vận hành, cán vận hành thiết phải tuân thủ qui trình vận hành đào tạo Vì vận hành sai gây cố dẫn đến hỏng thiết bị hay dẫn đến nước sau xử lý không đạt tiêu chuẩn đề Mọi cố xảy phải tìm cách khắc phục kịp thời Nếu tự khắc phục, phải báo cáo cho quản đốc cán kỹ thuật có trách nhiệm xem xét xử lý  Nguyên tắc vận hành thiết bị: Phải đọc kỹ hướng dẫn vận hành thiết bị trước đưa thiết bị vào sử dụng Thiết bị trước khởi động phải kiểm tra kỹ lưỡng nguồn điện, chế độ bôi trơn, dầu mỡ để đảm bảo tuyệt đối an toàn trước vận hành Khi có cố, phải thực thao tác sách hướng dẫn khắc phục cố thiết bị Tìm hiểu nguyên nhân gây cố biện pháp khắc phục nói rõ sách hướng dẫn vận hành thiết bị nhà sản xuất kèm theo  Nguyên tắc bảo dưỡng thiết bị Mỗi thiết bị phải có chế độ bảo dưỡng, bảo trì riêng Phương pháp bảo dưỡng thiết bị nêu rõ sách hướng dẫn vận hành thiết bị nhà sản xuất Phải thực chế độ bảo dưỡng, thao tác tiến hành bảo dưỡng,thời gian cần bảo dưỡng thiết bị ( thường tính theo máy hoạt động ) theo sách hướng dẫn vận hành thiết bị 4.2.2 Vận hành hệ thống ngày:  Vận hành hệ thống: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 54 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Các yếu tố cần ý trình vận hành: - Nắm vững công nghệ - Theo dõi, phân tích định kỳ, quan sát tính biến động nước thải, yếu tố bất thường - Ghi chép, lưu trữ thông tin xác, dễ truy tìm - Đủ tài liệu để “ tra cứu” • Quan sát vận hành: - Sự thay đổi màu biểu hoạt động hệ thống xử lý - Chất rắn lơ lửng dạng rã, mịn gây màu - Màu nước thải nguyên thủy - Cảm quan: mùi, màu, bọt Hệ thống hoạt động tốt thường không gây mùi Trong trình sục khí sinh bọt màu trắng, nhỏ, có nhiều bọt trắng do: sinh khối giai đoạn thích nghi hay hồi phục, tải, thiếu oxy, thiếu dưỡng chất, nhiệt độ biến đổi, hàm lượng chất hoạt động bề mặt cao, diện chất độc  Vận hành bể điều hòa: Kiểm tra vận hành thiết bị sau: Bơm nước đầu nguồn bể vi sinh gồm máy cung cấp cho hệ thống Kiểm tra van máy bơm van đầu vào bể vi sinh Ở chế độ chạy tự động bơm nhận tín hiệu phao Khi bảo trì, sửa chữa hệ thống tự động bị lỗi ta chuyển sang chế độ vận hành tay Thường xuyên kiểm tra đèn báo bảng điều khiển để biết mực nước bể điều hòa  Vận hành bể lắng I: - Máy lùa váng bọt: Ở chế độ tự động máy thiết kế hoạt động 24/24 giờ, với vận tốc 1.8 m/ phút Khi sửa chữa, bảo trì hệ thống tự động ta bật công tắc sang “ Local” bảng điện - Máy bơm bùn dư: Khi vận hành tay chỉnh công tắc sang “ local “ nhấn Run/ Stop để Mở/ Tắt máy  Vận hành hệ thống Unitank: • Chuẩn bị bùn • Lựa chọn bùn chứa vi sinh vật làm nguyên liệu cấy vào bể Unitank có ý nghĩa quan trọng, nhân tố định hiệu xử lý bể Bùn sử dụng loại bùn xốp có chứa nhiều vi sinh vật có khả oxy hóa khoáng hóa chất hữu có nước thải Tùy theo tính chất điều kiện môi trường nước thải mà sử dụng bùn hoạt tính cấy vào bể xử lý khác Nồng độ bùn ban đầu cần cung cấo cho bể hoạt động g/l – 1.5 g/l Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 55 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI • GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Kiểm tra bùn: Chất lượng bùn: Bông bùn phải có kích thước Màu bùn màu nâu Tuổi bùn không ngày Nếu điều kiện cho phép tiến hành kiểm tra chất lượng thành phần quần thể vi sinh vật bể định lấy bùn sử dụng trước lấy bùn ngày • Vận hành Muốn vận hành bể Unitank trước hết phải cấy nguyên liệu vi sinh vật vào Quá trình phân hủy hiếu khí thời gian thích nghi vi sinh vật diễn bể Unitank thường diễn nhanh, thời gian khởi động bể ngắn Các bước tiến hành sau: - Kiểm tra hệ thống nén khí, van cung cấp khí Cho bùn hoạt tính vào bể Trong bể Unitank, trình phân hủy vi sinh vật phụ thuộc vào điều kiện sau: pH nước thải, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, nồng độ bùn tính đồng nước thải Do đó, thông số pH, nhiệt độ, nồng độ COD, nồng độ MLSS, SVI, DO cần phải kiểm tra ngày, BOD 5, nitơ, photpho chu kỳ kiểm tra lần/ tuần Cần có kết hợp quan sát thông số vận lý độ mùi, độ màu, độ đục, lớp bọt bể dòng chảy Tần số quan sát ngày  Vận hành bể khử trùng: Nước xử lý khử trùng clorua vôi trước đưa Vận hành bơm định lượng Kiểm tra lượng hóa chất có bồn Bật cánh khuấy hóa chất trước vận hành bơm định lượng Vận hành chế độ tự động bảng điều khiển ta chỉnh nút “ auto “ Khi vận hành tay ta chỉnh công tắc “ stop” bảng điện, chỉnh sang “ local “ tủ điện Kiểm tra phân tích tiêu: pH, lưu lượng đầu ra, nhiệt độ 4.2.3 Sự cố biện pháp khắc phục: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 56 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT  Sự cố chung: Nhiệm vụ trạm xử lý nước thải la đảm bảo xả nước thải vào nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn qui định cách ổn định Tuy nhiên, thực tế, nhiều nguyên nhân khác dẫn tới phá hủy chế độ hoạt động bình thường công trình xử lý nước thải, công trình xử lý sinh học Từ dẫn đến hiệu xử lý thấp, không đạt yêu cầu đầu Nguyên nhân chủ yếu phá hủy chế độ làm việc bình thường trạm xử lý nước thải là: Lượng nước thải đột xuất chảy vào lớn có nức thải có nồng độ vượt tiêu chuẩn thiết kế Nguồn cung cấp điện bị ngắt đột ngột Hệ thống đường ống bị nghẹt vỡ Bơm bị hư Tới thời hạn không kịp sửa chữa công trình thiết bị điện Công nhân kỹ thuật quản lý không tuân theo qui tắc quản lý kỹ thuật, kể kỹ thuật an toàn  Biện pháp khắc phục: - Quá tải lưu lượng nước thải chảy vào trạm vượt lưu lượng thiết kế phân phối nước bùn không không công trình phận công trình phải ngừng lại để đại tu sửa chữa bất thường Phải có tài liệu hướng dẫn sơ đồ công nghệ toàn trạm xử lý cấu tạo công trình Ngoài số liệu kỹ thuật phải rõ lưu lượng thực tế lưu lượng thiết kế công trình Để dịnh rõ lưu lượng thực tế cần phải có tham gia đạo cán chuyên ngành Khi xác định lưu lượng toàn công trình phải kể đến trạng thái làm việc tăng cường, tức phần công trình ngừng để sửa chữa đại tu Phải đảm ngắt công trình để sửa chữa số lại phải làm việc với lưu lượng giới hạn cho phép nước thải phải phân phối chúng Để tránh tải, phá hủy chế độ làm việc công trình, phòng đạo kỹ thuật – công nghệ trạm xử lý phải tiến hành kiểm tra cách hệ thống thành phần nước theo tiêu, số lượng, chất lượng Nếu có tượng vi phạm quy tắc quản lý phải kịp thời chấn chỉnh Khi công trình bị tải cách thường xuyên tăng lưu lượng nồng độ nước thải phải báo lên quan cấp quan tra vệ sinh đề nghị Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 57 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT mở rộng hoạch định chế độ làm việc cho công trình Trong chờ đợi, đề chế độ quản lý tạm thời mở rộng có biện pháp để giảm tải trọng trạm xử lý Để tránh ngắt nguồn điện đột ngột, trạm xử lý nên có nguồn điện độc lập  Bảo trì: Công tác bảo trì thiết bị, đường ống cần tiến hành thường xuyên để đảm bảo hệ thống xử lý hoạt động tốt, cố xảy Các công tác bảo trì hệ thống bao gồm: Hệ thống đường ống: Thường xuyên kiểm tra đường ống hệ thống xử lý, có rò rỉ tắc nghẽn cần có biện pháp xử lý kịp thời Các thiết bị: Máy bơm : Hằng ngày bận hành máy bơm nên kiểm tra bơm có đầy nước lên hay không Khi máy bơm hoạt động không lên nước cần kiểm tra nguyên nhân sau:  Nguồn điện cung cấp có bình thường hay không  Cánh bơm có bị chèn vật lạ không  Động bơm có bị cháy hay không Khi bơm phát tiếng kêu lạ cần ngừng bơm tìm nguyên nhân để khắc phục cố Cần sửa chữa bơm theo trường hợp cụ thể Các thiết bị khác: Định kỳ tháng vệ sinh, xúc rửa thiết bị, tránh tình trạng đóng cặn thành thiết bị ( cách cho nước vào thiết bị thời gian từ 30 – 60 phút ) CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 58 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Từ kết trình tính toán hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức, nghiên cứu thành phần nước thải đầu vào hệ thống, ta rút số kết luận sau:  Khía cạnh môi trường Về mặt môi trường, hệ thống đảm bảo nước thải sau xử lý đạt qui chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/ BTNMT ( cột A ), đáp ứng yêu cầu ban đầu đề Tuy nhiên, xét mặt môi trường lượng ô nhiễm phát thải nguồn tiếp nhận thấp tốt, đảm bảo phát triển bền vừng môi trường  Khía cạnh kỹ thuật Qui trình công nghệ xử lý kết hợp nhiều công đoạn ( học, hóa học, sinh học ) nên hiệu xử lý cao, không phức tạp mặt kỹ thuật Quy trình hoàn toàn đảm bảo cho việc xử lý nước thải theo tiêu chuẩn cho phép  Khía cạnh kinh tế Với chi phí đầu tư xây dựng toàn hệ thống xử lý nước thải khoảng tỷ đồng chi phí quản lý vận hành năm khoảng triệu đồng việc thực dự án hoàn toàn mang tính khả thi Trên thực tế, cần xem xét kỹ giải pháp công nghệ nhằm giảm thiểu suất lượng điện tiêu thụ Tuy nhiên, việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải đem lại lợi ích kinh tế đáng kể Khả hoàn vốn thực thông qua việc thu phí nước thải tính lượng nước tiêu thụ chợ Nếu kết hợp tốt khía cạnh môi trường, kinh tế kỹ thuật hệ thống hệ thống hoàn toàn có khả ứng dụng vào thực tiễn 5.2 Kiến nghị:  Về công nghệ: Hệ thống xử lý nước thải thiết kế chi tiết, vấn đề thi công cần chặt chẽ, tránh để xảy sai sót  Về kỹ thuật: Để đưa công tác xử lý kỹ thuật vào nề nếp ổn định, cần phải xây dựng hệ thống quản lý thống Tất hoạt động trạm xử lý ghi nhận lại, để cập nhật thông tin, đề xuất biện pháp xử lý thích hợp Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 59 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT Trang bị bảo hộ lao động cho cán công nhân viên tramh xử lý Thường xuyên kiểm tra công tác bảo trì, vận hành hệ thống xử lý nước thải Đào tạo bồi dưỡng tay nghề cho cán công nhân viên tram xử lý nước thải theo nội dung sau: - Công nghệ xử lý nước thải Vận hành, bảo trì hệ thống xử lý nước thải Lấy mẫu nước kỹ thuật phân tích chỗ Quan sát, phát hiện, giải cố hệ thống xử lý nước thải TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 60 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT [1] Melcaf and Eddy ( 2003) _Wastewater Engineering Treatment and Reuse- th Edition_The McGraw Hill [2] W.Wesley Eckenfelder (1989)_ Industrial Water Pollution Control [3] Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, Nguyễn Thanh Hùng (2006)_ Xử lý nước thải đô thị công nghiệp- Tính toán thiết kế_NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [4] Trịnh Xuân Lai (2002) _ Tính toán thiết kế công trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp_NXB Xây Dựng [5] PGS TS Nguyễn Văn Sức( 2010 )_ Công nghệ xử lý nước thải – Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh [6] TCXDVN 33- 2006_ Quy định Cấp Nước_Mạng lưới đường ống công trình tiêu chuẩn thiết kế_Bộ Xây Dựng [7] TCXDVN 51- 2008_Qui định thoát nước_Mạng lưới công trình bên ngoài_Bộ Xây Dựng [8] QCVN 14: 2008_ Quy chuẩn Quốc gia chất lượng nước thải sinh hoạt_ Bộ Tài Nguyên Môi Trường [9] Nguyễn Thị Ly Uyên ( 2010)_Thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu dân cư Bình Trưng Đông Quận 2_Luận văn Đại Học_Khoa Môi trường, ĐH Bách Khoa [10] Nguyễn Hàn Mộng Du ( 2006)_Nghiên cứu bể USBF để xử lý nước thải chợ đầu mối Thủ Đức giai đoạn hai_Luận văn Đại Học_Khoa Môi trường, ĐH Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức 61