Bài Giảng Kĩ Thuật Xử Lí Nước Thải

Chương 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI Để hiểu và lựa chọn công nghệ xừ lý nước thải cần phải phân biệt các loại nước thải khác nhau. Có nhiều cách hiểu v

Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Chương 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.1 PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI Để hiểu lựa chọn công nghệ xừ lý nước thải cần phải phân biệt loại nước thải khác Có nhiều cách hiểu loại nước thải, tài liệu tác giả đưa loại nước thải dựa mục đích sử dụng cách xả thải sau 1.1.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh họat nước thải bỏ sau sử dụng cho mục đích sinh hoạt cộng đồng : tắm , giặt giũ , tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,…chúng thường thải từ các hộ, quan, trường học, bệnh viện, chợ, cơng trình cơng cộng khác Lượng nước thải sinh họat khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước đặc điểm hệ thống thóat nước Thành phần nước thải sinh họat gồm lọai: - Nước thải nhiễm bẩn chất tiết người từ phòng vệ sinh - Nước thải nhiễm bẫn chất thải sinh họat : cặn bã từ nhà bếp, chất rửa trôi, kể làm vệ sinh sàn nhà Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu dễ bị phân hủy sinh học, ngịai cịn có thành phần vô cơ, vi sinh vật vi trùng gây bệnh nguy hiểm Chất hữu chứa nước thải sinh họat bao gồm hợp chất protein (40 – 50%); hydrat cacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đường xenlulo; chất béo (5 -10%) Nồng độ chất hữu nước thải sinh họat dao động khỏang 150 – 450%mg/l thoe trọng lượng khơ Có khỏang 20 – 40% chất hữu khó phân hủy sinh học Ở khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh họaat khơng xử lý thích đáng nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Lượng nước thải sinh hoạt dao động phạm vi lớn, tùy thuộc vào mức sống thói quen người dân, ước tính 80% lượng nước cấp Giữa lượng nước thải tải trọng chất thải chúng biểu thị chất lắng BOD5 có mối tương quan định Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu người điều kiện Đức với nhu cầu cấp nước 150 l/ngày trình bày bảng 1.1 Bảng.1.1 Tải trọng chất thải trung bình ngày tính theo đầu người Các chất Tổng lượng chất thải Các chất tan Các chất không tan Chất lắng Chất lơ lửng Tổng chất thải (g/người.ngày) 190 100 90 60 30 Chất thải hữu (g/người.ngày) 110 50 60 40 20 Chất thải vô (g/người.ngày) 80 50 30 20 10 Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Bảng 1.2: Thành phần nước thải sinh họat phân tích theo phương pháp APHA Các chất (mg/l) - Tổng chất rắn - Chất rắn hịa tan - Chất rắn khơng hòa tan - Tổng chất rắn lơ lửng - Chất rắn lắng - BOD5 - DO - Tổng nitơ - Nitơ hữu - Nitơ ammoniac - NO2 - NO3 - Clorua - Độ kiềm - Chất béo - Tổng photpho Mức độ ô nhiễm Nặng 1000 700 300 600 12 300 85 35 50 0,1 0,4 175 200 40 - Trung bình 500 350 150 350 200 50 20 30 0,05 0,2 100 100 20 Thấp 200 120 120 100 25 10 15 0,1 15 50 - Nước thải sinh hoạt có thành phần với giá trị điển sau: COD=500 mg/l, BOD5=250 mg/l, SS=220 mg/l, photpho=8 mg/l, nitơ NH3 nitơ hữu cơ=40 mg/l, pH=6.8, TS= 720mg/l Như vậy, Nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, vượt yêu cầu cho q trình xử lý sinh học Thơng thường trình xử lý sinh học cần chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5:N:P = 100:5:1 Một tính chất đặc trưng Nước thải sinh hoạt tất chất hữu bị phân hủy vi sinh vật khoảng 20-40% BOD khỏi q trình xử lý sinh học với bùn 1.1.2 Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất) Là lọai nước thải sau q trình sản xuất, phục thhuộc loại hình cơng nghiệp Đặc tính nhiễm nồng độ nước thải công nghiệp khác phụ thuộc vào lọai hình cơng nghiệp chế độ cơng nghệ lựa chọn Trong công nghiệp, nước sử dụng loại nguyên liệu thô hay phương tiện sản xuất (nước cho trình) phục vụ cho mục đích truyền nhiệt Nước cấp cho sản xuất lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung lấy trực tiếp từ nguồn nước ngầm hay nước mặt xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng Nhu cầu cấp nước lưu lượng nước thải sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố Lưu lượng nước thải xí nghiệp cơng nghiệp xác định chủ yếu đặc tính sản phẩm sản xuất Bảng 1.3 lưu lượng nước thải số ngành công nghiệp Ngành cơng nghiệp Tính cho Sản xuất bia Tinh chế đường Sản xuất bơ sữa sản xuất xà phòng chất tẩy rửa Sản xuất nước khoáng nước chanh Nhà máy đồ hộp rau Giấy Giấy trắng Giấy khơng tẩy trắng 10 Dệt sợi nhân tạo 11 Xí nghiệp tẩy trắng l bia củ cải đường sữa sản phẩm tấn sản phẩm sợi Lưu lượng nước thải 5,65 (l) 10 - 20 (m3) 5-6 (l) 4,5 - 1,5 100 (m3) 1000 - 4000 (m3) Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Ngồi ra, trình độ cơng nghệ sản xuất suất xí nghiệp có ý nghĩa quan trọng Lưu lượng tính cho đơn vị sản phẩm khác Lưu lượng nước thải sản xuất lại dao động lớn Bởi số liệu thường không ổn định nhiều xí nghiệp lại có khả tiết kiệm lượng nước cấp sử dụng hệ thống tuần hoàn sản xuất Thành phần nước thải sản xuất đa dạng, chí ngành cơng nghiệp, số liệu thay đổi đáng kể mức độ hồn thiện cơng nghệ sản xuất điều kiện môi trường Căn vào thành phần khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ kỹ thuật xử lý Sau số số liệu thành phần nước thải số ngành cơng nghiệp Bảng 1.4 Tính chất đặc trưng nước thải số ngành công nghiệp Chế biến sữa 1000 - BOD5 (mg/l) 1900 - COD (mg/l) - Tổng chất rắn 1600 300 (mg/l) - Chất rắn lơ lửng 50 12 (mg/l) - Nitơ (mgN/l) 29 - Photpho (mgP/l) - pH - Nhiệt độ ( C) - Dầu mỡ (mg/l) - Clorua (mg/l) - Phenol (mg/l) Các tiêu Sản xuất thịt hộp 1400 2100 3300 1000 150 16 28 500 - Dệt sợi tổng hợp 1500 3300 8000 2000 30 - Sản xuất clorophenol 4300 5400 53000 1200 0 17 27000 140 Nói chung, nước thải từ nhà máy chế biến thực phẩm có hàm lượng nitơ photpho đủ cho trình xử lý sinh học, hàm lượng chất dinh dưỡng nước thải ngành sản xuất khác lại thấp so với nhu cầu phát triển vi sinh vật Ngồi ra, nước thải nhà máy hóa chất thường chứa số chất độc cần xử lý sơ để khử độc tố trước thải vào hệ thống nước thải khu vực Có hai loại nước thải công nghiệp: - + Nước thải công nghiệp qui ước : lọai nước thải sau sử dụng để làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà - + Lọai nước thải công nghiệp nhiễm bẫn đặc trưng công nghiệp cần xử lý cục trước kjhi xả vào mạng lưới thóat nước chung vào nguồn nước tùytheo mức độ xử lý 1.1.3 Nước thải nước mưa Đây lọai nước thải sau mưa chảy tràn mặt đất lôi kéo chất cặn bã, dầu mỡ,… vào hệ thống thóat nước Những nơi có mạng lưới cống riêng biệt: mạng lưới cống thoát nước thải riêng với mạng lưới cống thoát nước mưa Nước thải nhà máy xử lý gồm: nước sinh hoạt, nước công nghiệp nước ngầm thâm nhập, sau trận mưa lớn tượng ngập úng cục bộ, có nước mưa tràn qua nắp đậy hố ga chảy vào hệ thống thoát nước thải Lượng nước thâm nhập thấm từ nước ngầm nước mưa lên tới 470m3/ha.ngày Nơi có mạng cống chung vừa thoát nước thải vừa thoát nước mưa Đây trường hợp hầu hết thị trấn, thị xã, thành phố nước ta Lượng nước chảy nhà máy gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm nhập phần nước mưa Lưu ý: Trong đô thị : Nước thải sinh hoạt thường trộn chung với nước thải sản xuất gọi chung nước thải thị Nếu tính gần đúng, nước thải đô thị gồm khoảng 50% nước thải sinh hoạt, 14% loại nước Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn thấm, 36% nước thải sản xuất Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu tính chất đặc trưng thành phố Khoảng 65-85% lượng nước cấp cho nguồn trở thành nước thải Lưu lượng hàm lượng chất thải nước thải đô thị thường dao động phạm vi lớn Lưu lượng nước thải thành phố nhỏ biến động từ 20% QTB- 250%QTB Lưu lượng nước thải thành phố lớn biến động từ 50% QTB- 200%QTB Lưu lượng nước thải lớn ngày vào lúc 10-12h trưa thấp vào lúc khoảng 5h sáng Lưu lượng tính chất nước thải thị cịn thay đổi theo mùa, ngày làm việc ngày nghỉ tuần cần tính đến đánh giá biến động lưu lượng nồng độ chất gây ô nhiễm 1.2 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI VA CÁC DẠNG NHIỄM BẨN 1.2.1 Lưu lượng nước thải - Xác định lưu lượng nước thải có HTTN dùng PP đo lưu lượng cửa xả - Nếu chưa có HTTN hồn chỉnh ta tính theo loại sau: 2.1.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt thường chiếm từ 65% đến 80% lượng nước cấp qua đồng hồ hộ dân, quan, bệnh viện, trường học, khu thương mại , khu giải trí,… 65% áp dụng cho nơi nóng, khơ, nước cấp dùng cho việc tưới cỏ Trong số trường hợp phải dựa vào tiêu chuẩn nuớc để tính tốn sơ lưu lượng nước thải.(tham khảo bảng 1.5) sau đây: Bảng 1.5 Tiêu chuẩn thải nước khu vực dân cư Stt Mức độ thiết bị vệ sinh cơng trình Tiêu chuẩn thải (l/người.ngđ) Có hệ thống cấp nước, có dụng cụ vệ sinh, khơng có thiết bị tắm 80 – 100 Có hệ thống cấp nước, có dụng cụ vệ sinh thiết bị tắm thông thường (vịi sen) 110 – 140 Có hệ thống cấp nước, có dụng cụ vệ sinh, có bồn tắmvà cấp nước nóng cục 140 – 180 Ở khu thương mại, quan, trường học, bệnh biện, khu giải trí xa hệ thống cống thành phố, phải xây dựng trạm bơm nước thải hay khu xử lý nước thải riêng, tiêu chuẩn thải nước tham khảo bảng 1.6, bảng 1.7, bảng 1.8 Tuy nhiên, có thay đổi thực tế điều kiện nước ta Bảng 1.6 Tiêu chuẩn thải nước từ khu dịch vụ thương mại Lưu lượng (l/đơn vị tính- ngày) Nguồn nước thải Đơn vị tính Khoảng dao động Trị số tiêu biểu 11 7,5 -15 Hành khách Nhà ga sân bay 38 26 -50 Đầu xe Gara- ôtô, sửa xe 11 3,8 -19 Khách hàng Quán bar 50 38-60 Người phục vụ 1900 1515-2270 Nhà vệ sinh Kho hàng hoá 38 30-45 Nhân viên phục vụ 180 151-212 Khách Khách sạn 38 26-49 Người phục vụ 49 26-60 Công nhân Hiệu giặt 2080 1703-2460 Máy giặt 11 7,5-15 Người ăn Tiệm ăn 38 26-50 Người làm Siêu thị 49 26-60 Nhân viên Cơ quan Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Bảng 1.7: Tiêu chuẩn thải nước từ cơng sở Lưu lượng (l/đơn vị tính-ngày) Nguồn nước thải Đơn vị tính Khoảng dao động Trị số tiêu biểu 625 473 -908 Giường bệnh Bệnh viện 38 19 -56 Nhân viên phục vụ 378 284-530 Giường bệnh Bệnh viện tâm thần 38 19 -56 Nhân viên phục vụ 435 284 -530 Tù nhân Nhà tù 38 19 -56 Quản giáo 322 190 -455 Người nhà điều Nhà nghỉ dưỡng Trường đại học 95 56 -133 Sinh viên Bảng 1.8 Tiêu chuẩn thải nước từ khu giải trí Lưu lượng (l/đơn vị tính-ngày) Nguồn nước thải Đơn vị tính Khoảng dao động Trị số tiêu biểu 227 189 -265 Khu nghỉ mát có khách Người sạn mini 151 30 -189 Khu nghỉ mát lều, trại, Người ôtô di động 7,5 3,8 -11 Khách Quán cà phê giải khát 38 30 -45 Nhân viên phục vụ 113 75 -150 Người Cắm trại 26,5 15 -38 Xuất ăn Nhà ăn 151 30 -189 Nhân viên 38 19 -45 Người tắm Bể bơi 38 30 -45 Nhân viên 11 7,5 -15 Ghế ngồi Nhà hát 19 15 -30 Người tham quan Khu triển lãm, giải trí Lưu lượng nước thải sinh hoạt: Qtb = N.q Qnmax = Qtb Kng Qs = Qtb /86400 Qsmax = Qs Kc Trong : + N +q + Kng : Số dân cư : Tiêu chuẩn nước :Hệ số khơng điều hịa ngày Hệ số khơng điều ngày nước thải sinh hoạt khu dân cư lấy Kng = 1,15 – 1,3 + Kc : Hệ số khơng điều hịa chung Hệ số khơng điều hịa chung Kc = Kng Kh Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Bảng 1.9 Hệ số khơng điều hịa chung nước thải sinh hoạt Lưu lượng trung bình (lit/giây) 10 20 50 100 300 500 1000 5000 Kc max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44 Kc 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 1.2.1.2 Nước thải cơng nghiệp Phụ thuộc vào quy mơ, tính chất sản phẩm, quy trình cơng nghệ nhà máy Lưu lượng sản xuất dùng cơng thức sau đây: Trong : +P + qtc Q = qtc x P : Công suất sản phẩm nhà máy : Tiêu chuẩn (định mức ) sử dụng nước cho sản xuất Có thể tham khảo số liệu định mức xả thải nhà máy bảng 1.10 Bảng 1.10 Tiêu chuẩn thải nước số ngành công nghiệp STT Ngành sản xuất nước thải/sản phẩm (qtc) Chế biến mủ cao su 54 lit/tấn sản phẩm crếp Chế biến thủy sản 20 – 100 m3/tấn Chế biến nông sản – 60 m3/tấn nông sản Chế biến thịt – 10 m3/tấn sản phẩm Thuộc da 65 – 100 m3/tấn da ướt Giặt giũ 33 lit/kg quần áo Rượu bia 0,3 m3/giạ lúa (36 lit) Cà phê 22 m3/tấn sản phẩm Luyện dầu m3/thùng dầu thô (150 l) 10 Luyện cán thép 0,1 – 0,8 m3/tấn thép 11 Chăn nuôi gia cầm 15 – 25 lit/kg gia cầm 12 Sản xuất giấy bột giấy 60 – 240 m3/tấn sản phẩm Ngồi xí nghiệp cịn có lượng nước thải sinh hoạt lớn nên việc xác định có ý nghĩa vơ quan trọng Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt công nhân phân xưởng s3n xuất lấy theo Bảng 1.11 Bảng 1.11 Tiêu chuẩn thoát nước thải sinh hoạt phân xưởng sản xuất Loại phân xưởng Phân xưởng nóng tỏa nhiệt Tiêu chuẩn nước (l/người.ngđ) Kh 35 2,5 25 3,0 Phân xưởng thường Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Lượng nước tắm cho công nhân sau làm việc theo kíp 40 – 60 lit/người thời gian tắm 45 phút Lưu lượng nước thải xí nghiệp cơng nghiệp: Qtb = (25N1 + 35N2)/1000, m3/ngđ Qhmax = (25N3 + 35N4)/T.1000 Qsmax = Qhmax /3,6 Sự phân bố lưu lượng nước thải sản xuất theo ca kíp lấy theo phần trăm lưu lượng ngày bảng 1.12 Bảng 1.12 Phân bố phần trăm lưu lượng sản xuất theo ca Buổi Buổi sáng Buổi chiều Buổi đêm Cả ngày Làm việc ca 40 – 50 35 – 30 20 – 25 100 Làm việc ca 50 – 65 50 – 65 100 Ngồi khơng có số liệu cụ thể nhà máy tính lượng nước thải chung theo diện tích khu cơng nghiệp sau: - KCN gồm nhà máy SX sản phẩm thơ, ngậm nước, lượng nước thải dao đơng từ 914m3/ha.ngày - SX sản phẩm ngậm nước trung bình từ 14-28m3/ha.ngày - Lượng nước thải KCN tính theo lượng nước cấp: 90-95% 1.2.1.3 Nước mưa Việc xác định lưu lượng nước mưa phức tạp Rất nhiều cơng trình xử lý nước thải sinh hoạt chưa đề câp nhiều đến việc xác định lượng mưa Tài liệu trình phương pháp động học (phương pháp ….) để xác định lưu lượng nước mưa vùng Việc tính tốn mạg lưới nước mưa đề cập tài liệu khác tác giả 1.2.1.3.1 Các số liệu thiết kế hệ thống thoát nước mưa Thời gian mưa: Là thời gian kéo dài trận mưa tính phút Thời gian bắt đầu mưa có lượng nước chảy vào mạng lưới nhỏ lưu lượng tính toán Hiện tượng gọi chậm trễ dòng chảy nước mưa, nước mưa phải thời gian di chuyển từ bề mặt lưu vực đến mạng lưới nước Vì vậy, suốt chiều dài đoạn ống, lưu lượng nhỏ lưu lượng tối đa diện cuối đoạn ống tính tốn - Thời gian mưa tính tốn: ttt = tm + tr + to Trong đó: + tm : Thời gian tập trung nước mưa bề mặt từ điểm xa đến mạng lưới 1,5.n 0, L0, , phut Z 0,3 i 0,5 I 0,3 Z,n,i : hệ số lớp phủ, hệ số nhám độ dốc bề mặt tập trung nước mưẵ I : cường độ mưa, mm/phút L : chiều dài đoạn nước chảy tm = Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn (Công thức xác định tm áp dụng cho bề mặt tập trung nước mưa san khơng có rãnh, luống, ) Lưu ý: Tính tốn tm sơ lấy sau: Trong tiểu khu khơng có hệ thống thoát nước mưa: tm = 10 phút Trong tiểu khu có hệ thống nước mưa: tm = 05 phút + tr : Thời gian nước chảy rãnh: tr = 1,25 lr /vr (giây) lr, vr : chiều dài (m) vận tốc (m/s) nước mưa chảy cuối rãnh 1,25 : hệ số tính đến tăng tốc độ chảy thời gian mưa + to : Thời gian nước chảy ống đến tiết diện tính tốn: to = M lo / vo (giây) lo, vo : chiều dài, vận tốc nước mưa chảy ống M : hệ số tính đến chậm trễ dịng chảy nước mưa • M = : địa hình nước mưa phẳng i < 0,01 • M = 1,5 : địa hình nước mưa có độ dốc = 0,01 – 0,03 • M = 1,2 : địa hình nước mưa có độ dốc > 0,03 Cường độ mưa: lượng nước mưa rơi xuống tính đơn vị diện tích đơn vị thời gian Cường độ mưa biểu diễn hình thức: theo lớp nước theo thể tích - Cường độ mưa tính theo lớp nước tỉ số chiều cao lớp nước thời gian mưa i = h/t (mm/phút) - Cường độ mưa tính theo thể tích lượng nước mưa tính l/s.ha q = 166,7 i (l/s.ha) - Cường độ mưa xác định theo công thức Liên xô cũ: q= [20 q n 20 (1 + C lg P )] tn Trong đó: + n,C : Đại lượng phụ thuộc đặc điểm khí hậu vùng + q20 : Cường độ mưa thời gian 20 phút với chu kỳ P= năm +P : Chu kỳ mưa, năm +t : thời gian mưa tính tốn, phút - Cường độ mưa xác định theo công thức Trần Liệt Viễn: [(20 + b) q= n ] + q 20 (1 + C lg P ) (t + b ) n Các giá trị n, C, b tra bảng phân bố mưa địa phương Chu kỳ mưa: Là thời gian lặp lại trận mưa có cường độ thời gian mưa Đơn vị tính năm Chu kỳ tràn cống (P): thời gian có trận mưa vượt cường độ mưa tính tốn Lựa chọn P : + Khu dân cư, thành phố nhỏ : 0,3 – 01 năm + Thành phố lớn, khu công nghiệp: 01 – 03 năm + Khu vực đặc biệt quan trọng: 05 – 10 năm Bảng 1.13 Chu kỳ tràn cống khu vực dân cư Loại cống Khu vực Phố Thuận lợi 0,25 0,35 Điều kiện làm việc cống Trung bình Bất lợi 0,35 0.5 0,5 Rất bất lợi Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Điều kiện thuận lợi: a Diện tích lưu vực khơng lớn 150 ha, địa hình phẳng, độ dốc trung bình mặt đất 0,005 nhỏ b Đường cống đặt theo đường phân thủy phần sườn dốc cách đường phân thủy không 400m Điều kiện trung bình: a Diện tích lưu vực lớn 150 ha, địa hình phẳng, độ dốc trung bình mặt đất khoảng 0,005 nhỏ b Đường cống đặt phía thấp sườn dốc, theo khe tụ nước, độ dốc sườn dốc nhỏ hay 0,02, diện tích lưu vực khơng q 150 Điều kiện bất lợi: a Đường cống đặt phía thấp sườn dốc diện tích lưu vực lớn 150 b Đường cống đặt theo khe tụ nước sườn dốc, độ dốc trung bình sườn dốc lớn 0,02 Điều kiện bất lợi: Đường cống dùng để thoát nước từ chỗ trũng Bảng 1.14 Giá trị P theo q20 Đặc điểm vùng thoát nước mưa 50 – 70 Địa hình phẳng, i< 0,006 khi: F ≤ 150 F > 150 Địa hình dốc, i> 0,006 khi: F ≤ 20 F = 20 – 50 F = 50 – 100 F > 100 Giá trị P q20 70 – 90 90 – 100 > 100 0,25 – 0,33 0,33 – 0,50 0,33 – 0,5 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5 1,5 – 2–3 0,33 – 0,5 0,5 – 2–3 0,5 – 1,5 1–2 3–5 1–2 1–3 10 3–4 – 10 10 10 – 20 Bảng 1.15 Chu kỳ tràn cống khu vực công nghiệp Hậu việc tràn cống Q trình cơng nghệ khơng bị hư hỏng Q trình cơng nghệ bị hư hỏng P (năm) 1–2 3-5 Hệ số dòng chảy: Là tỉ số lượng nước mưa chảy vào mạng lưới thoát nước lượng nước mưa rơi xuống ψ = qc / qr + qc, qr: Lượng nước mưa rơi diện tích lượng nước mưa chảy vào mạng lưới nước từ ψ = Ztb q0,2 t0,1 Trong đó: - q,t: cường độ mưa (l/s.ha) thời gian mưa tính tốn (phút) - Ztb:hệ số mặt phủ trung bình tồn lưu vực Khi diện tích bề mặt khơng (hoặc ít) thấm nước lớn 30% diện tích lưu vực hệ số dòng chảy ψ cho phép lấy ψtb đại lượng trung bình chung hệ số dịng chảy ψo diện tích bề mặt mà khơng phụ thuộc vào cường độ mưa thời gian mưa Bảng 1.16 bảng xác định hệ số dòng chảy ψo hệ số lớp phủ bề mặt Z Hệ số Z Dạng bề mặt Hệ số dòng chảy ψo Mái nhà, mặt đường bêtông 0,95 0,240 Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Mặt phủ đá dăm, đá đẽo, đường nhựa Đường lát đá cuội, đá hộc Mặt phủ đá dăm khơng có vật liệu kết dính Đường sỏi vườn Mặt đất Mặt cỏ 0,6 0,45 0,4 0,35 0,3 0,15 0,224 0,145 0,125 0,09 0,064 0,038 1.2.1.3.2 Tính tốn nước mưa Giả thiết thời gian mưa thời gian để nước mưa từ điểm xa lưu vực chảy đến tiết diện tính tốn Xác định lưu lượng tính tốn nước mưa vào thời gian tập trung nước mưa gọi phương pháp cường độ giới hạn Qtt = μ ψ q F Trong đo: + F: diện tích lưu vực, + Hệ số phân bố mưa rào μ hệ số kể đến phân phối mưa khơng đồng tồn lưu vực μ = qTB / qmax μ= + 0,001.F / Bảng 1.17 Giá trị μ Diện tích lưu vực, Hệ số phân bố mưa rào BOD - COD/BOD nhỏ XLSH dễ - Nước thải sinh hoạt có BOD ~ 0.86COD (NT cơng nghiệp thay đổi) 1.2.4.3 Oxy hịa tan (DO) - Đây số quan trọng xử lý SINH HỌC hiếu khí (ln giữ 1.5 _ 2mg/l) - DO phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất nước (nhiệt độ tăng Ỉ DO giảm, áp suất tăng Æ DO tăng) - Nếu ký hiệu độ thiếu hụt oxy: D + D = 0: oxy bão hịa hồn tồn + D = 1: Thiếu hụt hịan tồn nên khơng có oxy - Độ thiếu hụt oxy sau thời gian t: Dt = Do*10-K2t Trong đó: Với: K2: hệ số tốc độ hòa tan ( phụ thuộc vào to, S, …) Nguồn nước o 10 C 0.17 0.425 Không có dịng chảy vchảy 600 50 60 70 100 1.3.2 Nguyên tắc xả nước thải vào nguồn Sau xử lý, việc xả vào nguồn phải tuân theo luật bảo vệ nguồn nước: Bảng 1.19 Bảng giá trị cho phép tăng lên sau trình xả thải Hồ chứa Loại Chất nhiễm bẩn SS Mùi, vị DO BOD20 PƯ Màu sắc VK Chất độc Sau xả nước thải SS nguồn tăng lên cho phép 0.25 (mg/l) 0.75 (mg/l) 1.5 (mg/l) Sau xả nước thải nước nguồn khơng mùi D > mg/l Sau xả BOD20 khơng vượt (mg/l) (mg/l) Không quy định Không làm thay đổi PƯ: 5.5 < pH < 8.5 Không có màu nhìn qua cột nước cao 20 cm 10 cm cm Cấm xả nước thải có VK gây bệnh Nước thải xả vào khơng có tính độc hại Trang 15 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Ghi chú: - Loại 1: Cấp nước đô thị, XN chế biến thực phẩm - Loại 2: Cấp cho Công nghiệp , dùng để chăn nuôi ca, tắm giặt, … - Loại 3: Tưới tiêu, chăn nuôi thủy sản 1.3.3 Xác định mức độ xử lý nước thải - Khi bỏ chất ô nhiễm nước thải làm cho chúng không mà phải đến mức độ cho phép xả vào nguồn (TC xả thải) - Cơng trình xử lý tốt hay không dựa vào yếu tố: + Hiệu xử lý (mức độ xử lý) + Niên hạn sử dụng - Có cách xác định mức độ xử lý: + Xác định mức độ xử lý theo SS + Xác định mức độ xử lý theo BOD 1.3.3.1 Theo SS Hàm lượng chất lơ lửng cho phép nước thải xả vào nguồn xác định sau: Q C2 = p(γ q + 1) + Cng Trong đó: - C2: Hàm lượng chất lơ lửng cho phép nước thải xả vào nguồn - p: Hàm lượng chất lơ lửng tăng cho phép nước nguồn sau xáo trộn (g/m3) (TC SS) - Q: Lưu lượng nước nguồn (m3/h) - q: Lưu lượng nước thải (m3/h) - Cng: Hàm lượng chất lơ lững nước nguồn (g/m3) - γ: Hệ số phụ thuộc đặc tính thủy lực ⇒ Eo = 100% (C1 - C2) C1 1.3.3.2 Theo BOD BOD nước thải cho phép thải vào nguồn: Q ⎛⎜ Lth 10 − k1t L − ng q ⎜⎝ 10 − k1t 10 − k1t ' L2 = γ ⎞ ⎟ + Lth ⎟ 10 − k1t ⎠ Với: - Lng: BOD nguồn - k1, k1’: Hằng số tốc độ tiêu thụ oxy nước thải nước nguồn - k1: Theo bảng phụ thuộc nhiệt độ To, oC k1 10 0.063 15 0.08 20 0.1 25 0.126 30 0.158 - k1’ : Theo bảng sau: Trang 16 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Giá trị k1’, với nhiệt độ nước nguồn 1050C 200C 250C 10 C 0.11 0.15 Đặc tính nguồn nước Nguồn nước khơng có dịng chảy chảy chậm Nguồn nước có tốc độ dòng chảy < 0.5 m/s Nguồn nước với dòng chảy mạnh Nguồn nước nhỏ với dòng chảy mạnh 0.17 0.185 0.02 0.215 0.425 0.684 0.46 0.74 0.05 0.08 0.54 0.865 - t: Thời gian xáo trộn =1 - Lth: BOD tới hạn hổn hợp nước thải nguồn Suy ra: Mức độ cần thiết xử lý nước thải: Eo = Lo - L2 Lo 100% Ví dụ: Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải với lưu lượng q= 0.8 m3/s, BOD ban đầu Lo = 261 mg/l, hàm lượng chất lơ lững C1 = 271.6 mg/l Lưu lượng nước sông Q = 14 m3/s, tốc độ dòng chảy VTB = 0.4 m/s, chiều sâu trung bình HTB = m, nồng độ chất lơ lững Cng = 12 mg/l, BOD Lng = mg/l Khoảng cách từ cửa xả tới mặt cắt tính tốn L = 30 km, nhiệt độ trung bình mùa hè to = 15oC Thời gian tới hạn cho 2.6 (h) Hệ số cong sông ψ = 1.2 Sơng thuộc nguồn loại I • Theo SS E = (VTB.HTB)/200 = (0.4 x 2)/200 = 0.004 α = 1.2 x 1.5 γ= -e- 0.32 Bài giải 0.004 0.8 = 0.321 30000 14 + 0.8 e- 0.32 = 0.85 30000 C2 = 0.25 [0.85(14/0.8) + 1] + 12 =15.98 (mg/l) Eo = [(271.6 – 15.98)/ 271.6] 100% = 93.5 (%) • Theo BOD 14 10- 0.185x2.6 L2 = 0.85 0.8 (10- 0.08x2.6 - 10- 0.08x2.6 ) + 10- 0.08x2.6 = 28.69 (mg/l) Eo = [(261– 28.69)/ 261] 100% = 89 (%) 1.4 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.4.1 Cơ sở lựa chọn cơng trình xử lý nước thải: Trang 17 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn ™ Trong việc định xây dựng cơng trình xử lý nước thải, nhân tố quan trọng gọi 3E, gồm: Mơi trường (Environment), Kỹ thuật (Engineering), Kinh tế (Economic) cần phải hài hòa với Khi khảo sát thiết kế tổ hợp cơng trình, tiến trình xem xét theo sơ đồ sau: Các bước thiết kế cơng trình xử lý nước thải Trong bước trình bày sơ đồ, việc chọn lựa qui trình xử lý để thiết kế cơng trình mang tính chất định quan trọng Một cơng trình thiết kế, xây dựng vận hành hiệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác kỹ kỹ sư thiết kế, chiến lược nhà quản lý, khả đầu tư xây dựng công trình trang bị thiết bị máy móc, chât lượng thi cơng lắp đặt máy móc chi phí xây dựng vận hành bảo dưỡng ™ Ngồi ta dựa vào mục tiêu xử lý để lựa chọn cơng trình cho phù hợp VD: -Tách rắn khỏi lỏng: song chắn rác, lắng, lọc -Tách lỏng khỏi rắn: nén bùn, tách nước khỏi bùn -Tách lỏng khỏi lỏng: tách dầu mỡ -Tách khí khỏi lỏng: tách khí ammonia, khí sinh học -Chất hữu cơ: hiếu khí (bùn hoạt tính,sinh trưởng bám dính), kị khí (UASB…) -Chất dinh dưỡng: khử Nitơ, Photpho Trang 18 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn Tổng quan công nghệ phương pháp xử lý nước thải Công nghệ xử lý Xử lý sơ Xử lý tập trung Xử lý triệt để Phương pháp xử lý + Hóa Lý + Hóa học Cơng trình xử lý Mục tiêu xử lý - Tuyển - Hấp phụ - Keo tụ - Tách chất lơ lửng khử màu - Oxy hóa - Trung hòa - Trung hòa khử độc nước thải + Cơ học - Song chắn rác - Bể chắn rác - Bể lắng đợt I - Tách tạp chất rắn cặn lơ lửng + Sinh học - Hồ sinh vật - Cánh đồng lọc, tưới - Kênh oxy hóa - Aeroten - Bể lọc sinh học - Bể lắng đợt II - Tách chất hữu dạng lơ lửng hòa tan + Khử trùng - Trạm trộn Clor - Máng trộn - Bể tiếp xúc + Xử lý bùn cặn - Bể metan - Ổn định làm khô - Sân phơi bùn - Trạm xử lý học bùn cặn nguồn cặn + Cơ học - Bể lọc cát + Sinh học - Bể aeroten bậc II - Bể lọc sinh học bậc II - Hồ sinh vật - Bể khử nitơrat + Hóa học - Bể oxy hóa - Khử trùng trước xả nguồn - Tách chất lơ lửng - Khử nitơ phốtpho - Khử nitơ ,phốtpho chất khác 1.4.2 Dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải: dây chuyền xử lý bao gồm khối sau: a Khối xử lý học: tách chất khơng hịa tan phần dạng keo (song chắn rác, lắng cát, lắng, vớt dầu lọc…) b Khối xử lý hóa học (thường đặt sau cơng trình xử lý học, trước cơng trình xử lý sinh học): biến đổi hóa học kết hợp học (keo tụ, hấp phụ, hấp thụ…) c Khối xử lý sinh học: dùng VSV oxy hóa chất bẩn hữu dạng keo hòa tan (điều kiện tự nhiên nhân tạo: cánh đồng tưới,hồ sinh học, mương oxy hóa, cánh đồng tưới, bể lọc sinh học, bùn hoạt tính…) d Khối xử lý cặn: xử lý chất thải tạo thành trình xử lý học, hoá học, sinh học (bể metan, sân phơi bùn, trạm xử lý học bùn cặn…) e Khối khử trùng: khử trùng trước xả nguồn (trạm trộn Clor, máng trộn, bể tiếp xúc) Trang 19 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn VD: Sơ đồ phân khối xử lý nước thải sinh hoạt: 1.4.3 Giới thiệu số dây chuyền xử lý nước thải: XLNT sinh hoạt: Nước thải đưa qua song chắn rác để loại bỏ tạp chất lơ lửng thơ làm nghẹt thiết bị Sau NT đưa vào bể vớt dầu mỡ để tách dầu mỡ khỏi nước Trên hình mơ hình bể lắng ngang kết hợp bể vớt dầu mỡ nên ta không cần xử dụng bể lắng đợt I Bể aeroten xử lý chất hữu phân hủy sinh học có nước thải Bể lắng dùng để lắng bùn sinh học có nước thải sau q trình xử lý bể aeroten Trước xả nguồn nguồn tiếp nhận, nước thải đưa vào bể tiếp xúc chlorine để khử trùng Lượng bùn phát sinh đưa vào bể lắng bùn để tách nước bùn trước đưa vào bể metan xử lý cặn hữu Trang 20 ... chung nước thải đô thị Nếu tính gần đúng, nước thải thị gồm khoảng 50% nước thải sinh hoạt, 14% loại nước Trang Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn thấm, 36% nước thải sản... NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.4.1 Cơ sở lựa chọn cơng trình xử lý nước thải: Trang 17 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn ™ Trong việc định xây dựng cơng trình xử lý nước thải, ... Trang 12 Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn 1.2.4.5 pH - Đánh giá tồn H+ nước thải Chỉ tiêu quan trọng nghiên cứu xử lý nước thải pH = -lg[H+] - Quá trình xử lý nước thải