Kỹ thuật xử lý nước thải nguyễn thị ngọc thanh

Bài giảng môn Kỹ thuật xử lý nước thải Trường đại học NHA TRANG Bộ môn Cn ky thuật môI tr­êng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đức Hạ Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ vừa Nxb KH&KT, Hà Nội, 2002 [2] Hoàng Huệ Xử lý nước thải Nxb Xây dựng, Hà Nội, 2005 [3].Trịnh Xuân Lai Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải Nxb Xây dựng, Hà Nội, 2000 [4] Lương Đức Phẩm Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học Nxb Giáo dục, Hà Nội, 2001 [5] Lâm Minh Triết cộng Xử lý nước thải thị cơng nghiệp-tính tốn thiết kế cơng trình Nxb HQG Tp.HCM, 2008 Bài giảng môn Kỹ thuật xử lý nước thải Chương - đại cương nước thải Chương đại cương nước thải NI DUNG: 1.1 Khái niệm phân loại nước thải (NT) 1.2 Thành phần & đặc trưng chất lượng NT 1.3 Quá trình tự làm nguồn nước & yếu tố ảnh hưởng 1.4 Các tác động nước thải vào nguồn nhận 1.5 Đánh giá lưu lượng nguồn thải 1.6 Kiểm sốt nhiễm NT Chương đại cương nước thải 1.1 KHáI NIệM & phân loại nước thải KHI NIM NT l nước qua sử dụng cho hoạt động (sinh hoạt, sản xuất) người, chứa chất bẩn làm thay đổi tính chất hóa – lý – sinh so với ban đầu  PHÂN LOẠI Tùy theo nguồn gốc phát sinh, NT phân loại: NT sinh hoạt NT sản xuất (NTCN) NT chảy tràn (nước mưa, nước chảy tràn đồng ruộng) 1.1 KH¸I NIƯM Và phân loại NT PHN LOI V mt qun lý mơi trường, NT chia làm nhóm nguồn: Các nguồn thải xác định hay nguồn thải điểm (point source) Các nguồn thải phân tán hay nguồn thi khụng im (non-point source) 1.1 KHáI NIệM Và phân loại NT 1.1.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải vệ sinh (nước đen) Nước thải sinh hoạt khác (nước xám) Tiêu chuẩn thải nước : q thải= q cấp = 100 200 l/người.ngày (đô thị) = 50 100 l/người.ngày (nông thôn) = 200 500 l/người.ngày (các nước phát triển) q thải = (80% 130%) qcấp (theo Met calf Eddy) 1.1 KHáI NIệM Và phân loại NT 1.1.2 Nước thải sản xuất Nước thải sx bẩn(nước thải công nghệ) Nước thải sx quy ước (nước làm nguội máy móc, thiết bị, ) Lưu lượng nước thải : Q = q0 x M đó: q0 : tiêu chuẩn thải nước đơn vị sản phẩm đơn vị sản xuất M : số đơn vị sản phẩm số đơn vị sản xuất đơn vị thời gian 1.1 kháI niệm phân loại nt 1.1.3 Nước chảy tràn bề mặt Nước bẩn (nước mưa đợt đầu, ) Nước mưa (nước mưa đợt sau, ) Nồng độ lưu lượng nước bẩn chảy tràn bề mặt phụ thuộc vào : Mức độ vệ sinh môi trường đô thị Thời gian không mưa Độ dốc địa hình Cường độ mưa Chương đại cương nước thải 1.2 thành phần Các đặc trưng chất lượng nt NT hệ đa phân tán chất ô nhiễm nước Thành phần NT khác tùy thuộc vào nguồn gốc, điều kiện thu gom, khí hậu,… Thành phần NT có ý nghĩa quan trọng việc lựa chọn phương pháp xây dựng công trình xử lý Các tác nhân nhiễm nước thải xếp làm nhóm chính: Tác nhân vật lý: nhiệt, màu, mùi, … Tác nhân hóa học: chủ yếu hóa chất NT Tác nhân sinh học: chủ yếu vi sinh vt 1.2 THàNH PHầN đặc trưng Thành phần chất rắn NT Đô thị Nước thải sinh hoạt 99 % 0,1 % Nước Các chất rắn 50 70 % Các chất hữu 25 % 65 % Protein 30 50 % Các chất vô 10 % Cacbon Các chất Cát hydrat béo Thành phần tỷ lượng nước thải (theo Stroganov X.N) : C12H26O6N Muối Kim loại 1.2 THàNH PHầN đặc trưng Các loại chất rắn nước thải Chất rắn hoà tan Chất rắn keo Chất rắn lơ lửng Tổng chất rắn Tổng chất rắn hoà tan 10-6 mm Tổng chất rắn lơ lửng 10-4 mm Khử keo tụ 10-1 mm Lắng trọng lực 1.2 THàNH PHầN đặc trưng Các hợp chất hữu nước thải Các tiêu đặc trưng Tổng chất hữu Tổng hàm lượng cacbon hữu (Total Organic Cacbon - TOC) Nhu cầu Oxy hoá hoá học (Chemical Oxygen Demand - COD) Nhu cầu Oxy hoá sinh học (Biological Oxygen Demand - BOD) ThOD BOD5 COD(K2Cr2O7) BOD20 : CBOD + NBOD COD(KMnO4) Tỷ lệ thành phần hữu đặc trưng NT sinh ho¹t : ThOD: COD(K2Cr2O7):BOD20: COD(KMnO4):BOD5 = 1:0,95:0,71:0,65:0,48  BOD - Biochemical oxygen demand(mg/l): Nhu cầu oxy sinh hóa lượng oxy cần thiết cho VSV sống & hoạt động phân hủy CHC dễ phân hủy sinh học  BOD dùng để xác định:  lượng oxy cần thiết để phân hủy HCHC NT  kích thước thiết bị xử lý  hiệu suất xử lý số trình  đánh giá chất lượng nước sau xử lý phép thải vào nguồn nước  COD - Chemical oxygen demand(mg/l): Nhu cầu oxy hóa học lượng oxy cần thiết để oxy hóa hồn tồn HCHC có NT thành CO2 & H2O phần hợp chất vô dễ bị oxy hóa khác Ưu điểm cho kết nhanh Phương pháp xác định: trắc quang (KMnO4 or K2Cr2O7 Tỷ số BOD/COD → chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn CHC dễ phân hủy sinh học 1.2 THàNH PHầN đặc trưng Số lượng chất ô nhiễm đặc trưng nước thải sinh hoạt (theo 20TCN 51-84) Chất lơ lửng : 5055 g/người.ngày BOD5 nước thải đà lắng : 2530 g/người.ngày BODht nước thải đà lắng : 3035 g/ng­êi.ngµy  N - NH4 : g/ng­êi.ngµy  P2O5 : 1,7 g/ng­êi.ngµy  Clorua (Cl ) : 10 g/người.ngày Số lượng Vi khuẩn gây bệnh nước thải sinh hoạt: Coliform tổng số : a.106 b.109 MPN/100 ml  Fecal Coliform : a.104 b.108 MPN/100 ml Chương đại cương nước thải 1.3 tác động nt nguồn nhận Lng cặn khu vực miệng xả Suy giảm oxy hòa tan vực nước Phú dưỡng vực nước dẫn đến thay đổi cân sinh thái Độc sinh lý sinh vật đất, nước Lan truyền tác nhân gây bệnh qua vật trung gian đến người 10 12/01/12 Xử lý nước thải ao, hồ sinh học Hiếu khí Kị khí tự nhiên Hiếu khí Hỗn hợp tăng cường Hiếu khí + kị khí 9.4 AO (HỒ) SINH HỌC HIẾU KHÍ  Nguyên tắc hoạt động: 11 12/01/12  Phân loại: Dựa vào nguồn cấp oxy, có loại: Hiếu khí tự nhiên (làm thống tự nhiên)      Chiều sâu: 0.3 – 0.5 m Mức độ XL: Tải lượng hữu thấp (250kg/ngđ) Thời gian lưu nước: - 12 ngày Xử lý bậc II Điều kiện hiếu khí Hồ hiếu khí tăng cường Tốc độ sinh trưởng tảo cao, giàu ôxi xi cung cấp trình làm thoáng bề mặt  Cần làm tăng cường khuấy trộn thiết bị làm thoáng bề mặt  Thời gian lưu nước: 1-3 ngày  Tải trọng BOD: 400kg/ha.ngày  Độ sâu lớn  hồ hoạt động hồ tùy nghi  Hiệu xử lý BOD5 : 95 % 12 12/01/12  Phân loại: Dựa vào suất sinh tảo:  Ao cao tải (High rate): mục đích đạt suất sinh tảo cao  Ao thấp tải (Low rate): mục đích đạt lượng oxy sinh cao  Ao xử lý triệt để (Maturation pond, Polishing pond): xử lý tiếp NT qua xử lý bậc (ASP, TF, ao khác ) để loại tiếp chất dinh dưỡng loại tác nhân gây bệnh  Tính tốn thiết kế ao xử lý triệt để:  Hiệu suất loại VK gây bệnh:  với ao đơn: Ne 9.1.a   N  kt Ne  9.1.b N 1  kt n S0  S a 9.2  Thời gian lưu nước: t  lg k1 S e  S a  với n ao liên tiếp: Với: N0, Ne: nồng độ vi khuẩn vào & ao (số VK/100mL) t: thời gian lưu thuỷ lực (d) k: số loại VK, d-1 (Escherichia: k = d-1, Salmonella: k = 0,8 d-1 So Se - BOD5 NT vào ra, mg/L Sa - BOD5 bổ sung trình sinh hoá ao (= 1,5 - 3,0 mg/L) k1 – số tốc độ; 20ocó k1 = 0,06 - 0,1 d-1 Sự phụ thuộc cuả k vào nhiệt độ: kT = k20 x θT-20 (9.3) Với hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ θ = 1,047 13 12/01/12 Hồ kị khí  Xử lý NT có mức độ ô nhiễm hữu cao  Chất thải loại trừ phân huỷ kỵ khí  & lắng  Khoảng cách vệ sinh: 2km  S kỵ khí = 10 – 20% S tùy nghi  Chiều sâu mực nước: 2,4 – 3,6m  Thời gian lưu nước: ≥ 15 ngày  Hiệu xử lý BOD 45-80 % Hồ hỗn hợp  Kết hợp ổn định hiếu khí kị khí nước thải  Hiếu khí bề mặt, kị khí vùng đáy  Vùng trung gian hiếu khí- kị khí (Các VK hỗn hợp.)  Mức độ xử lý: tải lượng hữu trung bình  Chiều sâu: 1.2 - 2.4 m  Hiệu xử lyùBOD5 : 80 - 85 %  Là loại hồ phổ biến nước ta 14 12/01/12 Hình 9.2 Sơ đồ phân tầng trình ao ổn định chất thải  Tính tốn thiết kế ao tuỳ nghi: (1) Thời gian lưu: Se  9.4  t  S  S e 9.5 S  kt k  Se Với: S0 - BOD5 NT vào, mg/L Se - BOD5 NT sau xử lý (ra khỏi ao), mg/L t - thời gian lưu thuỷ lực, d k – số, phụ thuộc vào kiểu ao (thơng khí tự nhiên hay nhân tạo, nhiệt độ, loại NT (sinh hoạt, công nghiệp (2) Tải trọng hữu (OLR) OLRmax = 11,2 x 1,054(1,8T + 32) (9.6) Với: OLRmax- tải trọng hữu tối đa, kgBOD5/ha.d T – nhiệt độ trung bình tháng, oC 15 12/01/12 (3) Thể tích cần thiết ao (V, m3) V = 3,5 x 10-5 x LD x 1,08535-Tm  Khả áp dụng hồ sinh học  VN nhiều ao hồ  XLNT ao hồ sinh học nước ta tương đối thích hợp  Có thể kết hợp XLNT & thả bèo nuôi cá  NT có hàm lượng chất bẩn cao  nên ni bậc 2, 3,…& cần có hướng dẫn chuyên gia NTTS; pha loãng nước hồ - sông theo tỷ lệ : – : Bảng 9.3 Các thông số thiết kế vận hành ao sinh học tiêu biểu Thông số Ao hiếu khí Ao tùy nghi (*) Ao kỵ khí Thấp tải Cao tải XL triệt để Diện tích,ha