Đánh giá hiện trạng nước thải sinh hoạt và đề xuất công giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt tại khu mỏ than tây nam khe tam của công ty TNHH MTV 35 tỉnh quảng ninh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  NGUYỄN ANH TUẤN Tên đề tài: “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CỦA KHU TẬP THỂ MỎ THAN TÂY NAM KHE TAM CỦA CÔNG TY TNHH MTV 35, TỈNH QUẢNG NINH” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Khố học : Chính quy : Khoa học Môi Trƣờng : Môi trƣờng : 2012 - 2016 Thái Nguyên, năm 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  NGUYỄN ANH TUẤN Tên đề tài: “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CỦA KHU TẬP THỂ MỎ THAN TÂY NAM KHE TAM CỦA CÔNG TY TNHH MTV 35, TỈNH QUẢNG NINH” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khoá học Giảng viên hƣớng dẫn : Chính quy : Khoa học Mơi Trƣờng : K44 - KHMT - N01 : Môi trƣờng : 2012 - 2016 : TS Dƣ Ngọc Thành Thái Nguyên, năm 2016 i LỜI CẢM ƠN Qua năm học tập rèn luyện trƣờng Trƣờng ĐH Nông Lâm Thái Nguyên, đƣợc bảo giảng dạy nhiệt tình q thầy cơ, đặc biệt q thầy cô khoa Môi Trƣờng truyền đạt cho kiến thức lý thuyết thực hành suốt thời gian học trƣờng Đƣợc phân công ban chủ nhiệm khoa Môi trƣờng trƣờng đại học Nông Lâm Thái Nguyên trí viện kỹ thuật công nghệ môi trƣờng thực đề tài “Đánh giá trạng nước thải sinh hoạt đề xuất công giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt khu mỏ than Tây Nam Khe Tam cơng ty TNHH MTV 35, tỉnh Quảng Ninh” Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ban giám hiệu nhà trƣờng Ban chủ nhiệm khoa môi trƣờng, thầy cô khoa, đặc biệt thầy giáo TS Dƣ Ngọc Thành tận tình hƣớng dẫn, bảo giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Đồng thời xin gửi lời cảm ơn chân thành tới anh chị viện Kỹ thuật công nghệ môi trƣờng giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt q trình thực tập Tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu nhƣ thời gian thực đề tài Do thời gian thực tập có hạn trình độ kiến thức thân cịn nhiều hạn chế, bƣớc đầu làm quen với công tác nghiên cứu cố gắng song khóa luận tơi khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong thầy giáo bạn bè đóng góp ý kiến để kháo luận tốt nghiệp em đƣợc hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Anh Tuấn ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Giá trị thông số ô nhiễm tối đa cho phép nƣớc thải sinh hoạt Bảng 2.2 Nồng độ ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt chƣa xử lý 10 Bảng 2.3 Các chất có mùi gây nhiễm nƣớc 11 Bảng 4.1 Một số tiêu hóa học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Nam Khe Nam 31 Bảng 4.2 Một số tiêu lý, sinh học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Nam Khe Nam 33 Bảng 4.3 Một số tiêu hóa học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Nam Khe Nam 34 Bảng 4.4 Một số tiêu lý, sinh học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Nam Khe Nam 36 Bảng 4.5 Một số tiêu hóa học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Khe Nam 37 Bảng 4.6 Một số tiêu lý, sinh học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Khe Nam 39 Bảng 4.7 Một số tiêu hóa học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Khe Nam 41 Bảng 4.8 Một số tiêu lý, sinh học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Khe Nam 42 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1: Cấu tạo công nghệ AAO 47 Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt .47 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động trình xử lý nƣớc thải 50 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu ơxi sinh hóa (Biochemical Oxygen Denmand) BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trƣờng COD : Nhu cầu ơxi hóa học (Chemical oxygen Denmand) CHXHCNVN : Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam DO : Oxy hòa tan (Dissoled Oxigen) ITET : Viện Kỹ thuật Công nghệ Môi trƣờng NĐ : Nghị định QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TDS : Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solids) TNHH MTV : Trách nhiệm hữu hạn thành viên TSS : Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids) TT : Thông tƣ v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.4.1 Ý nghĩa học tập 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn .4 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Các khái niệm 2.1.2 Nƣớc vai trò nƣớc 2.1.3 Tổng quan nƣớc thải phân loại nƣớc thải 2.1.3.1 Định nghĩa, phân loại thành phần nƣớc thải .8 2.1.3.2 Biểu đặc trƣng nƣớc thải .10 2.2 Cơ sở pháp lý .12 2.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt 13 2.3.1 Tình hình nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt giới 16 2.3.2 Tình hình nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt Việt Nam .17 2.4 Điều kiện tự nhiên tài nguyên nƣớc tỉnh Quảng Ninh khu vực mỏ Tây Nam Khe Tam tỉnh Quảng Ninh .19 2.4.1 Điều kiện tự nhiên tài nguyên nƣớc tỉnh Quảng Ninh 19 vi 2.4.2 Đặc điểm tự nhiên tài nguyên nƣớc khu vực mỏ Tây Nam Khe Tam tỉnh Quảng Ninh .20 Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 21 3.1.1 Đối tƣợng 21 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 21 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 21 3.2.1 Địa điểm tiến hành 21 3.2.2 Thời gian tiến hành 21 3.3 Nội dung nghiên cứu tiêu theo dõi .21 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 21 3.4.1 Phƣơng pháp tổng hợp so sánh .21 3.4.2 Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp .21 3.4.3 Phƣơng pháp điều tra khảo sát thực địa .22 3.4.4 Phƣơng pháp lấy mẫu nƣớc 22 3.4.5 Phƣơng pháp tổng hợp, xử lý số liệu 23 3.4.6 Phƣơng pháp đánh giá nhanh 23 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .24 4.1 Một số đặc điểm khu mỏ Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35, tỉnh Quảng Ninh 24 4.1.1 Vị trí địa lý đặc điểm địa hình 24 4.1.2 Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng thủy văn 25 4.1.3 Đặc điểm hệ động vật, thực vật .26 4.2 Hiện trạng hệ thống nƣớc thải khu tập thể mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35, tỉnh Quảng Ninh .27 4.2.1 Các loại nƣớc thải 27 4.2.2 Hiện trạng hệ thống thu gom xử nƣớc thải khu tập thể công nhân mỏ Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35 .27 vii 4.3 Đánh giá trạng nƣớc thải sinh hoạt khu tập thể mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35 .30 4.4 Đề xuất giải pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu mỏ than Vàng Danh 44 4.5 Nguyên lý hoạt động 50 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 5.1 Kết luận .55 5.1 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, tình trạng nhiễm môi trƣờng sinh thái hoạt động sản xuất sinh hoạt ngƣời vấn đề đƣợc dƣ luận xã hội nƣớc quan tâm bàn luân nhiều Vấn đề ngày trầm trọng, đe doạ trực tiếp phát triển kinh tế - xã hội bền vững, tồn tại, phát triển hệ tƣơng lai.Trong năm đầu thực đƣờng lối đổi mới, tập trung ƣu tiên phát triển kinh tế phần nhận thức hạn chế nên việc gắn phát triển kinh tế với bảo vệ môi trƣờng chƣa thực đƣợc quan tâm Theo đánh giá Ngân hàng giới Việt Nam, với 59 điểm bảng xếp hạng số hiệu hoạt động mơi trƣờng, Việt Nam đứng vị trí 85/163 nƣớc đƣợc xếp hạng Các nƣớc khác khu vực nhƣ Philippines đạt 66 điểm, Thái Lan 62 điểm, Lào 60 điểm, Trung Quốc 49 điểm, Indonesia 45 điểm, Còn theo kết nghiên cứu khác vừa qua Diễn đàn Kinh tế giới Davos, Việt Nam nằm số 10 quốc gia có chất lƣợng khơng khí thấp ảnh hƣởng nhiều đến sức khỏe Mới đây, hai trung tâm nghiên cứu môi trƣờng thuộc Đại học Yale Columbia Mỹ thực báo cáo thƣờng niên khảo sát 132 quốc gia Kết nghiên cứu cho thấy: Về ảnh hƣởng chất lƣợng khơng khí, Việt Nam đứng thứ 123/132 quốc gia khảo sát; ảnh hƣởng môi trƣờng đến sức khỏe đứng vị trí 77; chất lƣợng nƣớc Việt Nam đƣợc xếp hạng 80 Tính theo số chung EPI, Việt Nam xếp thứ 79 Qua số thông tin thấy đƣợc mức độ nhiễm Việt nam mức độ cao Mỏ than Tây Nam Khe Tam phần mỏ than Nam Khe Tam, đƣợc tổng công ty Than Việt Nam (tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam) giao cho Công ty Đông Bắc quản lý, bảo vệ tổ chức thăm dò, khai thác theo định số: 656/TVN-ĐCTĐ2 ngày 07/5/1996 việc giao quản lý, bảo vệ tổ chức thăm dị, khai thác Cơng ty Đông Bắc giao cho công ty TNHH MTV 35 tổ 42 + Tại vị trí M4, mẫu nƣớc lấy vào ngày 05/12/2015, hàm lƣợng BOD5 500 mg/l cao gấp khoảng 10 lần so với quy chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/BTNMT cột B Amoni Khu hố ga sau bếp ăn tập thể có lƣợng Amoni khơng đáng kể, hai mốc thời gian lấy mẫu phân tích hàm lƣợng Amoni đạt mg/l - Tại thời điểm lấy mẫu M3 số Amoni mg/l, thấp quy chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/BTNMT cột B - Tại khu vực lấy mẫu M4 số Amoni ổn định mức mg/l, nằm dƣới quy chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/BTNMT cột B Nitrat Nhận xét: Qua bảng cho ta thấy, hàm lƣợng NO3- nƣớc thải đạt 45mg/l.Cụ thể - Tại vị trí M3 M4, hàm lƣợng NO3- nƣớc thải sinh hoạt đạt 45 mg/l thấp quy chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/BTNMT cột B Phosphat Nhận xét: tiêu mẫu điểm lấy mẫu M3 M4 8mg/l thấp quy chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/BTNMT cột B Bảng 4.8 Một số tiêu lý, sinh học nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Khe Nam Kết TT Chỉ tiêu Đơn vị M3 M4 QCVN 14: 2008/BTNMT Cột B 100 TSS mg/l 262 290 Dầu mỡ động, mg/l 35 35 20 thực vật Tổng chất mg/l 25 25 10 hoạt động bề mặt Tổng Coliform MPN/100ml 6000 5500 5000 (Nguồn: Kết phân tích Phịng phân tích mơi trường thuộc Viện kĩ thuật Công nghệ môi trường) 43 - M: Mẫu đƣợc lấy hố ga sau nhà ăn nhà tập thể M1, M2, M3, M4 mẫu lấy qua mốc thời gian: + M3 mẫu ngày 05/11/2015 + M4 mẫu ngày 05/12/2015 Tiêu chuẩn đƣợc so sánh: QCVN14: 2008/BTNMT(Cột B)_Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nƣớc thải sinh hoạt (-): Khơng có quy định (*): Chỉ tiêu đƣợc thực nhà thầu phụ TSS Nhận xét: Qua bảng ta thấy, tùy thuộc vào thời điểm vị trí lấy mẫu mà hàm lƣợng TSS dao động từ 262 - 290 mg/l - Tại vị trí M, hàm lƣợng TSS nƣớc thải sinh hoạt vƣợt nhiều lần so với quy chuẩn cho phép chất lƣợng nƣớc loại B Cụ thể, lần lấy mẫu M3 ngày 05/11/2015 hàm lƣợng TSS quan trắc đƣợc 262mg/l vƣợt gấp 2,6 lần so với quy chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/BTNMT cột B - Tại vị trí M4, hàm lƣợng TSS nƣớc thải sinh hoạt vƣợt giới hạn cho phép chất lƣợng nƣớc loại B Cụ thể thời điểm M4 ngày 05/12/2015 TSS quan trắc đƣợc 290mg/l vƣợt 2,9 lần so với quy chuẩn cho phép QCVN 14: 2008/BTNMT cột B Tổng chất hoạt động bề mặt Nhận xét: Dựa vào bảng ta thấy, hàm lƣợng tổng chất hoạt động bề mặt M 25mg/l vƣợt qua tiêu chuẩn cho phép QCVN14: 2008/BTNMT cột B gấp 2.5 lần Tổng Coliforms Nhận xét: Qua biểu đồ ta thấy, Tổng Coliform nƣớc thải sinh hoạt N1 N2 dao động từ 5.500-6.000MPN/100ml Tại M3 tổng Coliform 6.000 MPN/100ml vƣợt qua quy chuẩn cho phép QCVN14: 2008/BTNMT cột B 1.000MPN/100ml, M4 đạt 5.500 MPN/100ml cao quy chuẩn cho phép QCVN14: 2008/BTNMT cột B 500MPN/100ml 44 Dầu mỡ động, thực vật Nhận xét: Đặc thù sản phẩm sau sử dụng bếp ăn chứa lƣợng lớn dầu, mỡ động thực vật, chất béo nên điểm lấy mẫu M3 M4 có số dầu mỡ đông vật, thực vật cao 35mg/l vƣợt quy chuẩn cho phép QCVN14: 2008/BTNMT cột B 15mg/l 45 46 4.4 Đề xuất giải pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu mỏ than Vàng Danh Đặc trƣng nƣớc tải sinh hoạt khu mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35 chủ yếu chứa thành phần hữu vô từ bếp ăn,quá trình tắm rửa, bể phốt, cặn than chủ yếu Vì vậy, khắc phục chất lƣợng môi trƣờng nhƣ cải tạo nguồn nƣớc qua sử dụng xin đề xuất sử dụng công nghệ xử lý sinh học AAO (Anaerobic - Anoxic - Oxic) để xử lý loại nƣớc thải sinh hoạt [12] AAO cụm từ viết tắt của: - Anaerobic (Yếm khí) - Anoxic (Thiếu khí) - Oxic (Hiếu khí) Đây công nghệ dùng chủng vi sinh vật kị khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý loại chất dinh dƣỡng nƣớc thải sinh hoạt Sơ đồ bể AAO: 47 Hình 4.1: Cấu tạo cơng nghệ AAO Sơ đồ cấu tạo: Nƣớc thải đầu vào - song chắn rác NGĂN THU NƢỚC BỂ ĐIỀU HÒA XỬ LÝ SƠ BỘ VÀ ĐIỀU LƢỢNG NGĂN XỬ LÝ YẾM KHÍ NGĂN THIẾU KHÍ Máy thổi khí THIẾT BỊ HỢP KHỐI SINH HỌC HIẾU KHÍ Tuần hồn bùn Hóa chất khử trùng THIẾT BỊ LẮNG NGĂN LỌC VÀ KHỬ TRÙNG Nƣớc thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột A Hình 4.2: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt Hút bùn định kì xe chuyên dụng 48  Song chắn rác Son g chắn rác có tác dụng giữ lại thành phần có kích thƣớc lớn(rác) nhƣ giẻ, vỏ đồ hộp, cây, bao nilon,… nhờ tránh làm tránh làm tắc bơm, đƣờng ống kênh dẫn, kích thƣớc tối thiểu rác đƣợc giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách kim loại song chắn rác  Ngăn thu nƣớc Nƣớc thải sau qua song chắn rác qua ngăn thu nƣớc để vào thiết bị xử lý  Bể điều hòa xử lý sơ điều lƣợng Thông thƣờng, lƣu lƣợng, nhiệt độ, hàm lƣợng chất nhiễm, … dịng thải thay đổi theo thời gian Sự tăng giảm đại lƣợng gây khó khăn cho hoạt động hệ thống xử lý ảnh hƣởng tới việc thải vào nguồn tiếp nhận Yêu cầu đặt thiết kế phải thực theo giá trị lớn lƣu lƣợng dịng thải Trong q trình xử lý, lƣu lƣợng dòng vào tăng đột ngột với biên độ lớn làm cho trình xử lý bị tải nhƣ trƣờng hợp lắng, lọc,… hay tác dụng nhƣ trƣờng hợp phải xử lý hóa học hay sinh học Vai trò bể điều hòa nhằm hạn chế dao động Và kết hợp nhiệm vụ xử lý sơ điều hòa dòng thải thiết bị Điều lƣu q trình giảm thiểu kiểm sốt biến động đặc tính nƣớc thải nhằm tạo điều kiện tối ƣu cho trình xử lý Quá trình điều lƣu đƣợc tiến hành cách trữ nƣớc thải lại bể lớn, sau bơm định lƣợng chúng vào bể xử lý  Ngăn xử lý yếm khí Trong ngăn xử lý yếm khí xảy q trình phân giải yếm khí hợp chất hữu cơ, vô nhờ vi khuẩn hơ hấp yếm khí hơ hấp tùy tiện Vi sinh vật hơ hấp yếm khí hấp thu chất hữu hịa tan có nƣớc thải phân hủy chuyển hóa chúng thành khí (khoảng 70%-80% metan, 20-30% cacbonic) Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả phân hủy chất hữu vi sinh vật điều kiện khơng có oxy 49  Ngăn thiếu khí Bể xử lý sinh học thiếu khí thực q trình phân giải chất hữu mơi trƣờng thiếu khí dƣới tác dụng vi sinh vật thiếu khí tùy nghi Ôxi hóa chất hữu nƣớc làm giảm hàm lƣợng chất ô nhiễm Và nƣớc thải đƣợc khử nitơ tổng, NO3- đƣợc chuyển hóa thành N2 khơng có mặt oxi hay khơng sục khí Đây q trình bắt buộc nhàm làm giảm lƣợng nitơ nƣớc thải  Thiết bị hợp khối sinh học hiếu khí Tại ngăn hiếu khí vi sinh vật đƣợc bổ sung thông qua lớp đệm, ngăn hiếu khí có bố trí hệ thống sục khí loại trừ BOD Quá trình phân hủy hợp chất hữu chủ yếu xảy đây, dƣới tác dụng vi sinh vật hiếu khí.Phần lớn hợp chất hữu bị vi sinh vật phân hủy thành CO2 nƣớc, phần nhỏ nguồn dinh dƣỡng cho vi sinh vật Quá trình phân hủy tạo thành sinh khối lơ lửng nƣớc, mật độ sinh khối đƣợc tăng đến lƣợng đáng kể vi sinh vật tụ lại vơi hình thành bùn hoạt tính Và việc cấp khí làm xáo trộn hồn tồn bùn hoạt tính lơ lửng làm tăng trình tiếp xúc vi sinh vật chất ô nhiễm, làm tăng hiệu sử dụng chất vi sinh vật Nhƣ chất hữu bị ơxi hóa hồn tồn thời gian ngắn  Thiết bị lắng Bể lắng thƣờng dùng để giữ hạt cặn lớn có chứa nƣớc thải, cặn đƣợc lắng sơ bộ, phần cặn lắng xuống đáy ngăn lắng nhờ trình lắng trọng lực, phần nƣớc dâng lên chảy sang thiết bị xử lý  Ngăn lọc khử trùng Nƣớc thải sau qua ngăn lắng tiếp tục đƣợc chảy sang ngăn lọc cặn bẩn, chất lơ lửng không bị lắng trọng lực tiếp tục đƣợc lọc tinh qua vật liệu lọc Nƣớc sau lọc chứa vi sinh vật gây bệnh, bể khử trùng có chức tiêu diệt vi khuẩn trƣớc xả môi trƣờng 50 4.5 Nguyên lý hoạt động trình xử lý nƣớc thải Hút bùn định kì xe chuyên dụng NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO  CHẮN RÁC c c c c Máy thổi khí Hóa chất khử trùng Tuần hoàn bùn Nƣớc thải sau xử lý đặt QCVN 14:2008/BTNMT cột A Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động trình xử lý nƣớc thải Nguyên lý hoạt động: Nƣớc thải sau từ bề thu gom đƣợc đƣa qua song chắn rác nhằm giữ lại tạp chất, vật có kích thƣớc lớn mm nhƣ: cành cây, túi nilon, vỏ dầu gội đầu,… tránh làm tắc hệ thống xử lý phía sau, sau qua song chắn rác nƣớc thải tiếp tục chảy qua bể xử lý sơ điều lƣợng(1) nƣớc thải đƣợc tập trung phần hạt cặn lớn đƣợc lắng xuống, nồng độ liều lƣợng số chất đƣợc điều hòa, điều hịa lƣợng nƣớc thải để đảm bảo cơng suất xử lý hệ thống sau, sau nƣớc thải vào bể yếm khí(2) dƣới tác dụng vi sinh vật yếm khí có nƣớc thải, chất hữu cao phân tử đƣợc phân hủy tạo sản phẩm chất hữu dễ phân hủy, khí mêtan, CO2 ổn định tải lƣợng chất ô nhiễm, nâng cao hiệu trƣớc thải vào bể xử lý thiếu khí(3) chất hữu dễ phân hủy từ ngăn yếm khí đƣợc vi sinh vật thiếu khí, vi sinh vật tùy nghi chuyển hóa, phân giải thành hợp chất hữu đơn giản dễ phân hủy sinh học, nƣớc thải đƣợc bơm chìm đặt bể thiếu khí đƣa lên hợp khối sinh học(4) nơi có máy thổi khí tuần hồn cung cấp khí 51 cho hợp khối chất hữu đƣợc vi sinh vật hiếu khí(dùng ơxy máy thổi khí cung cấp) phân giải hoàn toàn hợp chất hữu đơn giản tạo thành sinh khối (bùn hoạt tính) Nƣớc thải tiếp tục đƣợc đƣa sang ngăn lắng(5) dƣới tác dụng trọng lực hạt lơ lửng lắng xuống phần đáy thu cặn ngăn lắng, phần nƣớc từ dƣới dâng lên tiếp tục chảy sang bể lọc(6) xảy trình lọc tinh hạt lơ lửng không lắng, hạt tạp chất nhỏ bị vật liệu lọc nhƣ than hoạt tính, cát, sỏi giữ lại bề mặt có nƣớc qua sang bể khử trùng(7) nƣớc thải sau đƣợc xử lý cịn có vi khuẩn gây bệnh nên trƣớc đƣợc xả trực tiếp ngồi mơi trƣờng đƣợc khử trùng hợp chất oxy hóa mạnh nhƣ clo để tiêu diệt vi khuẩn.Nƣớc thải sau qua hệ thống xử lý đạt QCVN 14: 2008/BTNMT cột A Trong ngăn yếm khí xảy q trình phân giải yếm khí Trong bể yếm khí xảy q trình phân hủy chất hữu hòa tan chất dạng keo nƣớc thải với tham gia hệ vi sinh vật yếm khí Trong q trình sinh trƣởng phát triển, vi sinh vật yếm khí hấp thụ chất hữu hịa tan có nƣớc thải, phân hủy chuyển hóa chúng thành hợp chất dạng khí Sự phân giải yếm khí gồm giai đoạn, giai đoạn chức nhóm khác khơng giống Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân hợp chất hữu Các hợp chất hữu phân tử lƣợng lớn nhƣ protein, gluxit, lipit… bị phân hủy dƣới tác dụng enzim hydrolaza vi sinh vật thành chất hữu phân lƣợng nhỏ nhƣ đƣờng đơn giản, axit amin… Giai đoạn 2: Lên men axit hữu Các sản phẩm thủy phân đƣợc vi sinh vật hấp thụ chuyển hóa Trong điều kiện kiện yếm khí, sản phẩm phân giải axit hữu phân tử lƣợng nhỏ nhƣ axit propionic, axit butyric, axit lactic, chất trung tính nhƣ rƣợu, andehit, axeton Thành phần sản phẩm giai đoạn lên men phụ thuộc chất chất ô nhiễm, tác nhân sinh học điều kiện mơi trƣờng 52 Ngồi giai đoạn axit amin hình thành thủy phân protein đƣợc khử amin, phần gốc amin đƣợc vi sinh vật sử dụng cho trình sinh trƣởng phát triển, phần đƣợc khử Giai đoạn 3: Giai đoạn lên men tạo axit axetic Các sản phẩm lên men phân tử lƣợng lớn nhƣ axit béo, axit lactic… đƣợc chuyển hóa đến axit axetic 3CH3-CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH +CH3-COOH + CO2 + H2O Lactic propionic axetic Giai đoạn 4: Giai đoạn metan hóa Đây giai đoạn quan trọng tồn q trình xử lý yếm khí thu biogas Hiệu xử lý cao sản phẩm trung gian đƣợc khí hóa hồn tồn Q trình hình thành khí metan thƣờng xảy theo chế chủ yếu sau: Sự hình thành metan decacboxyl hóa: CH4 hình thành decacboxyl axit axetic CH3COOH CH4 + CO2 CH4 hình thành decacboxyl hóa axit hữu khác 4CH3-CH2-COOH + 2H2O  7CH4 + 5CO2 2CH3- (CH2)2- COOH + 2H2O 5CH4 + 3CO2 CH4 hình thành decacboxyl chất trung tính 2C2H5OH  CH4 + CO2 CH3-CO-CH3 + H2O 2CH4 + CO2 Sự hình thành CH4 theo chế khử CO2 Hydro hình thành trình lên men axit hữu cơ, điều kiện yếm khí đƣợc vi khuẩn metanogene sử dụng nhƣ chất nhƣợng hydro để khử CO2 Quá trình khử xảy dƣới dạng: Khử hydro phân tử: CO2 + 4H2  CH4 + 2H2O 8NADH+  NAD Khử phản ứng oxy hóa khử: CO2 CH4 + 2H2O 53 Quá trình phân giải thiếu khí: Trong nƣớc thải, có chứa hợp chất nitơ phospho, hợp chất cần phải đƣợc loại bỏ khỏi nƣớc thải Tại ngăn thiếu khí, điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N P thơng qua q trình khử nitrat photphoril + Quá trình khử Nitrat: Hai chủng loại vi khuẩn tham gia vào q trình Nitrosonas Nitrobacter Trong môi trƣờng thiếu ôxi, loại vi khuẩn khử Nitrat Denitrificans tách oxi Nitrat (NO3-) Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa: NO3-NO2-N2ON2 Khí Nitơ phân tử N2 tạo thành khỏi nƣớc ngồi Nhƣ Nitơ đƣợc xử lý + Q trình photphoril hóa: Chủng loại vi khuẩn tham gia vào trình Acinetobacter Các hợp chất hữu photpho đƣợc hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành hợp chất khơng chứa photpho hợp chất có chứa photpho nhƣng dễ phân hủy chủng loại vi khuẩn hiếu khí Để q trình Nitrat hóa Photphoril hóa diễn thuận lợi, ngăn thiếu khí bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp Máy khuấy có chức khuấy trộn dịng nƣớc tạo môi trƣờng thiếu oxi cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển Q trình phân hủy hiếu khí: Đây bể sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải Trong bể này, sinh vật tồn dạng lơ lửng hấp thụ oxi chất hữu (chất ô nhiễm) sử dụng chất dinh dƣỡng Nitơ Photpho để tổng hợp tế bào mới, CO2, H2O giải phóng lƣợng Ngồi q trình tổng hợp tế bào mới, tồn phản ứng phân hủy nội sinh (các tế bào vi sinh vật già tự phân hủy) làm giảm số lƣợng bùn hoạt tính Tuy nhiên trình tổng hợp tế bào chiếm ƣu bể trì điều kiện tối ƣu số lƣợng tế bào tạo thành nhiều tế bào bị phân hủy tạo thành bùn dƣ cần phải đƣợc thải bỏ định kỳ Các phản ứng xảy ngăn hiếu khí: 54 - Q trình oxi hóa phân hủy chất hữu cơ: Chất hữu + O2 CO2 + H2O + lƣợng - Quá trình tổng hợp tế bào mới: Chất hữu + O2 + NH3  Tế bào vi sinh vật + CO2 + H2O + lƣợng - Quá trình phân hủy nội sinh: C5H7O2N +O2  CO2 + H2O + lƣợng + NH3 Quá trình lắng: Sau trình xử lý sinh học AAO lƣợng nƣớc thải đƣợc dẫn qua bể lắng, nƣớc đƣợc chảy tràn vào bể lắng theo chế ly tâm, lƣợng cặn lắng tích tụ dƣới đáy bể lắng, lƣợng nƣớc theo mức chảy tràn đƣợc đƣa 55 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua nghiên cứu đánh giá chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt công ty trách nhiệm hữu hạn thành viên 35 tỉnh Quảng ninh chúng tơi có số kết luận nhƣ sau: + Hàm lƣợng BOD5 dao động từ 400-600 mg/l vƣợt so với QCVN14: 2008/BTNMT cột B + Hàm lƣợng TSS đơn vị lấy mẫu dao động từ 70-290 mg/l phần lớn vƣợt qua QCVN14: 2008/BTNMT cột B 1,8 lần + Hàm lƣợng Amoni hai khu vực lấy mẫu từ 6-50mg/l mức trung bình (khoảng 28mg/l) cao gấp 2,8 lần QCVN14: 2008/BTNMT cột B 10mg/l + Hàm lƣợng NO3 đo đƣợc dƣới mức QCVN14: 2008/BTNMT cột B (50 mg/l) + Tổng chất hoạt động bề mặt dao động từ 6-26 mg/l, tính trung bình (16mg/l) cao 1,6 lần so với QCVN14: 2008/BTNMT cột B + Tổng Coliform hai điểm lấy mẫu(5500-15000MPN/100ml) trung bình Tổng Coliforms cao QCVN14: 2008/BTNMT cột B (5000 MPN/100ml) gấp lần + Chỉ tiêu Phosphat tổng lƣợng trung bình (khoảng 12mg/l) cao so với QCVN14: 2008/BTNMT cột B (10mg/l) 1,2 lần + Dầu mỡ động thực vật lấy khu nhà bếp tập thể (30-35mg/l) cao QCVN14: 2008/BTNMT cột B 10mg/l gấp lần 5.1 Kiến nghị Vì nƣớc thải khu tập thể mỏ than Tây Nam Khe Tam khơng tái tuần hồn để sử dụng, nên để xử lý lƣợng nƣớc thải đề xuất Công ty sử dụng công nghệ AAO để xử lý nƣớc thải sinh hoạt đáp ứng QCVN 14: 2008/BTNMT cột A cho tiêu chuẩn xả thải Hiệu xử lý cơng nghệ tốt, tiết kiệm chi phí vận hành, chi phí bảo dƣỡng, hàm lƣợng bùn tạo thấp, khơng phát sinh mùi q trình vận hành TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tuấn Anh, Dƣơng Thị Minh Hịa (2011), Bài giảng quan trắc phân tích môi trường, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Báo cáo trạng môi trƣờng Quảng Ninh năm 2008, 2009, 2010, 2011 Trung tâm quan tắc phân tích mơi trƣờng Quảng Ninh thực Cơng nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, PGS.TS Lƣơng Đức Phẩm, nhà xuất giáo dục tháng 10 năm 2008 Hồng Văn Hùng (2008), Giáo trình Ơ nhiễm môi trường, Khoa Tài nguyên Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Nông Lâm, Thái Nguyên Luật Bảo vệ môi trƣờng 2005 văn pháp lý liên quan đến công tác quản lý tài nguyên môi trƣờng Niên gián thống kê tỉnh quảng ninh năm 2013 Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Nxb Khoa học - Kỹ thuật, 2005 Lƣơng Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nxb Giáo Dục, 2002 Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2004), Giáo trình cơng nghệ mơi trường, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 10 Dƣ Ngọc Thành (2008), Bài giảng quản lý tài nguyên nước, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 11 Dƣ Ngọc Thành (2010), Bài giảng Công nghệ môi trường, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 12 Dƣ Ngọc Thành (2015), Bài giảng môn công nghệ môi trường, Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, 8/2013 13 Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2004), Giáo trình cơng nghệ mơi trường, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội ... Đánh giá trạng nƣớc thải sinh hoạt mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35, tỉnh Quảng Ninh - Đề xuất giải pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35, tỉnh. .. thực đề tài: ? ?Đánh giá trạng nước thải sinh hoạt đề xuất công giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt khu mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35, tỉnh Quảng Ninh? ?? 3 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Đánh. .. Nƣớc thải sinh hoạt khu tập thể mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35, tỉnh Quảng Ninh 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu - Nƣớc thải sinh hoạt khu tập thể mỏ than Tây Nam Khe Tam công ty TNHH MTV 35,