1.3.3.1. Cỏc bước xử lý nước thải sinh hoạt
ạ Bước thứ nhất (xử lý bậc 1)
Xử lý bậc 1 bao gồm cỏc quỏ trỡnh xử lý sơ bộ để tỏch cỏc chất rắn lớn như rỏc, lỏ cõy, xỉ, cỏt. Cú thể ảnh hưởng đến hoạt động của cỏc cụng trỡnh xử lý tiếp theo và làm trong nước thải đến mức độ yờu cầu bằng phương phỏp cơ học như chắn rỏc, lắng đọng trọng lực, lọc. Đõy là bước bắt buộc đối với tất cả cỏc dõy chuyền cụng nghệ XLNT. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải sau khi xử lý ở giai đoạn này phải bộ hơn 150 mg/l. Nếu nước thải được xử lý sinh học tiếp tục hoặc bộ hơn cỏc quy định nờu trong cỏc tiờu chuẩn mụi trường liờn quan xả nước thải trực tiếp vào nguồn nước mặt.
b. Bước thứ 2 (xử lý bậc hai hay xử lý sinh học)
Bước thứ 2 thường là XLNT bằng phương phỏp sinh học. Giai đoạn xử lý này được xỏc định trờn cơ sở tỡnh trạng sử dụng và quỏ trỡnh tự làm sạch của nguồn nước tiếp nhận nước thảị Trong bước này chủ yếu là xử lý cỏc chất hữu cơ dễ oxy hoỏ sinh hoỏ (BOD) để khi xảy ra nguồn nước thải khụng gõy thiếu hụt oxy và mựi hụi thốị
c. Bước thứ 3 (xử lý bậc ba hay xử lý triệt để)
Bước thứ 3 là loại bỏ cỏc hợp chất Nitơ và Photpho khỏi nước thảị Giai đoạn này rất cú ý nghĩa đối với cỏc nước khớ hậu nhiệt đới, nơi mà quỏ trỡnh phỳ dưỡng ảnh hưởng sõu sắc đến chất lượng nước mặt.
d. Xử lý bựn cặn trong nước thải
Trong nước thải cú cỏc chất khụng hoà tan như rỏc, cỏt, cặn lắng, dầu mỡ. Cỏc loại cỏt (chủ yếu là thành phần vụ cơ và tỷ trọng lớn) được phơi khụ, rỏc được nghiền nhỏ hoặc vận chuyển về bói chụn lấp rỏc. Cặn lắng được giữ lại trong cỏc bể lắng đợt một (thường được gọi là cặn sơ cấp) cú hàm lượng hữu cơ lớn được kết hợp với bựn thứ cấp (chủ yếu là sinh khối vi sinh vật dư) hỡnh thành trong quỏ trỡnh xử lý sinh học nước thảị Xử lý theo cỏc bước tỏch nước sơ bộ, ổn định sinh học trong điều kiện yếm khớ hoặc hiếu khớ và làm khụ. Bựn cặn sau xử lý cú thể sử dụng để làm phõn bún.
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 28
ẹ Giai đoạn khử trựng
Giai đoạn khử trựng sau quỏ trỡnh làm sạch nước thải là yờu cầu bắt buộc đối với một số loại nước thải hoặc một số dõy chuyền cụng nghệ xử lý trong điều kiện nhõn tạọ
Ngoài ra, khi trạm XLNT bố trớ gần khu dõn cư và cỏc cụng trỡnh cụng cộng, ở một khoảng cỏch ly khụng đảm bảo quy định, ngoài cỏc khõu xử lý nước và bựn cặn đó nờu, cần phải tớnh đến cỏc biện phỏp và cỏc cụng trỡnh khử mựi hụi từ nước thải (Trần Đức Hạ, 2006).
1.3.3.2. Cỏc phương phỏp xử lý nước thải
ạ Phương phỏp cơ học
Mục đớch của phương phỏp cơ học để XLNT là tỏch pha rắn (tạp chất phõn tỏn thụ) khỏi nước thải bằng cỏc phương phỏp lắng và lọc.
Để giữ cỏc tạp chất khụng hoà tan lớn và một phần chất bẩn lơ lửng dựng song chắn hoặc lưới lọc.
Để tỏch cỏc chất lơ lửng cú tỷ trọng lớn hơn hoặc bộ hơn nước dựng bể lắng: + Cỏc chất lơ lửng nguồn gốc khoỏng (chủ yếu là cỏt) được lắng ở bể lắng cỏt. + Cỏc hạt cặn đặc tớnh hữu cơ được tỏch ra ở bể lắng.
+ Cỏc chất cặn nhẹ hơn nước: dầu, mỡ, nhựa được tỏch ở bể thu dầu, mỡ, nhựa (dựng cho nước thải cụng nghiệp).
+ Để giải phúng chất thải khỏi cỏc chất huyền phự, phõn tỏn nhỏ dựng lưới lọc, vải lọc hoặc lọc qua lớp vật liệu lọc (thường dựng cho nước thải cụng nghiệp).
Xử lý cơ học là khõu sơ bộ chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theọ Song trong nhiều trường hợp đối với nước thải cụng nghiệp nú cũng là một khõu độc lập trong vũng cấp nước tuần hoàn hoặc cú thể xả thẳng ra nguồn. XLNT bằng phương phỏp cơ học thường thực hiện trong cỏc cụng trỡnh và thiết bị như song chắn rỏc, bể lắng cỏt, bể tỏn thụ nhằm đảm bảo cho hệ thống thoỏt nước hoặc cỏc cụng trỡnh xử lý nước thải phải sau hoạt động ổn định.
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 29
chất khụng tan, tuy nhiờn BOD của phần nước khụng giảm.
Để tăng cường quỏ trỡnh xử lý cơ học, người ta làm thoỏng nước thải sơ bộ trước khi lắng nờn hiệu suất xử lý của cỏc cụng trỡnh cơ học cú thể tăng lờn đến 75% và BOD giảm đi 10ữ15% (Lương Đức Phẩm, 2002).
b. Cỏc phương phỏp hoỏ học và hoỏ lý - XLNT bằng phương phỏp hoỏ học.
Đú là cỏc quỏ trỡnh khử trựng nước thải bằng hoỏ chất (cỏc chất clo, ozon), khử nitơ photpho bằng cỏc hợp chất hoỏ, chất hoỏ học hoặc keo tụ tiếp tục nước thải trước khi sử dụng lạị XLNT bằng phương phỏp hoỏ học thường là khõu cuối cựng trong dõy chuyền cụng nghệ xử lý trước khi xả ra nguồn yờu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thảị
- XLNT bằng phương phỏp hoỏ lý
Đú là cho cỏc hoỏ chất (keo tụ và trợ keo tụ) để tăng cường khả năng tỏch cỏc tạp chất khụng tan, keo và mất một phần chất hoà tan ra khỏi nước thảị Chuyển hoỏ cỏc chất tan thành khụng tan và lắng cặn hoặc thành cỏc chất khụng độc; thay đổi phản ứng (pH) của nước thải (phương phỏp trung hoà), khử màu nước thảị
Phương phỏp hoỏ học và hoỏ lý thụng thường dựng để xử lý nước thải cụng nghiệp. Nú cú thể là khõu xử lý cuối cựng (nếu với mức độ xử lý đạt được, nước thải cú thể sử dụng lại) hoặc là khõu xử lý sơ bộ (vớ dụ: khử cỏc chất độc hại hoặc cỏc chất ngăn cản sự hoạt động bỡnh thường của cụng trỡnh xử lý, đảm bảo pH ổn định cho quỏ trỡnh XLNT bằng phương phỏp sinh học tiếp theo, chuyển cỏc chất độc hại khú xử lý khú lắng thành đơn giản hơn hoặc lắng đọng keo tụ được).
- Cỏc phương phỏp xử lý sinh học
Cỏc hợp chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phự và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật (VSV). Trong quỏ trỡnh hoạt động sống, VSV oxy hoỏ hoặc khử cỏc hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi cỏc chất bẩn hữu cơ.
+ Xử lý nước thải bằng phương phỏp sinh học hiếu khớ
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 30
nước thải nhờ oxy tự do hoà tan. Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo cụng trỡnh, thỡ đú là quỏ trỡnh xử lý sinh học hiếu khớ trong điều kiện nhõn tạọ Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển và hoà tan trong nước nhờ cỏc yếu tố tự nhiờn thỡ đú là quỏ trỡnh xử lý sinh học hiếu khớ trong điều kiện tự nhiờn. Cỏc cụng trỡnh xử lý sinh học trong điều kiện nhõn tạo thường được dựa trờn nguyờn tắc hoạt động của bựn hoạt tớnh (bể Aeroten trộn, kờnh oxy hoỏ tuần hoàn) hoặc màng sinh vật (bể lọc sinh học, đĩa sinh học). Xử lý sinh học hiếu khớ trong điều kiện tự nhiờn thường được tiến hành trong hồ (hố sinh học oxy hoỏ, hồ sinh học ổn định) hoặc trong đất ngập nước (cỏc loại bói lọc, đầm lầy nhõn tạo).
+ XLNT bằng phương phỏp sinh học kỵ khớ
Quỏ trỡnh xử lý đươc dựa trờn cơ sở phõn huỷ cỏc chất hữu cơ giữ lại trong cụng trỡnh nhờ sự lờn men kỵ khớ. Đối với cỏc hệ thống thoỏt nước quy mụ nhỏ và vừa người ta thường dựng cỏc cụng trỡnh kết hợp giữa việc tỏch cặn lắng (làm trong nước) với phõn huỷ yếm khớ cỏc chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng. Cỏc cụng trỡnh được ứng dụng rộng rói là cỏc loại bể tự hoại, giếng thấm, bể lắng hai vỏ (bể lắng Imhoff), bể lắng trong kết hợp với ngăn lờn men, bể lọc ngược qua tầng cặn kỵ khớ (UASB).
+ Cỏc cụng trỡnh xử lý nước thải bằng phương phỏp sinh học.
Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiờn gồm cỏc cụng trỡnh lọc nước thải qua đất (cỏnh đồng lọc, cỏnh đồng tưới) hoặc cỏc cụng trỡnh chứa đầy nước thải như một hồ nước (hồ sinh học).
Xử lý nước thải bằng phương phỏp sinh học trong điều kiện nhõn tạo gồm cỏc cụng trỡnh aeroten, biophin. Quỏ trỡnh oxy hoỏ sinh hoỏ ở cỏc cụng trỡnh này diễn ra mạnh hơn trờn cỏc cỏnh đồng tưới, cỏnh đồng lọc hoặc hồ sinh học. Bởi vỡ cú thể tạo điều kiện để cỏc quỏ trỡnh này làm việc tốt.
- Tỏch cỏc nguyờn tố dinh dưỡng khỏi nước thải
Đõy chủ yếu là quỏ trỡnh tỏch nitơ và photpho với nồng độ rất lớn, cỏc nguyờn tố này tạo điều kiện cho cỏc thuỷ thực vật phỏt triển, gõy phỳ dưỡng và làm tỏi nhiễm bẩn song hồ.
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 31
Cỏc yếu tố dinh dưỡng như N, P cú trong nước thải cũng cú thể xử lý bằng phương phỏp sinh học. Cỏc muối Nitrat, Nitrit tạo thành trong quỏ trỡnh phõn huỷ hiếu khớ sẽ được khử trong điều kiện thiếu khớ (anoxic) trờn cơ sở cỏc phản ứng khử Nitrat. Cỏc cụng trỡnh kết hợp xử lý nước thải bằng phương phỏp kỵ khớ (anaerobic), thiếu khớ (anoxic) và hiếu khớ (aerobic).
Nitơ và photpho cũn cú thể được tỏch bằng cỏc phương phỏp hoỏ học và húa lý:
- Vụi hoỏ nước thải đến pH=10-11 để tạo thành NH4OH và thổi bay hơi trờn cỏc thỏp làm lạnh
- Photpho được lắng xuống nhờ cỏc muối sắt, nhụm hoặc vụị - Khử trựng nước thải
Thụng thường dựng clo hơi đối với cỏc cụng trỡnh cụng suất nhỏ hơn 1000m3/ngđ dựng clorua vụị Đụi khi người ta cũn dựng phương phỏp điện phõn muối ăn tạo nước javen để khử trựng nước thảị
- Cỏc phương phỏp xử lý cặn
Cặn được tỏch ra từ bể lắng đợt một và bựn (hỡnh thành trong quỏ trớnh xử lý sinh học) tỏch ra tại bể lắng đợt haị Bựn cặn gồm nhiều phần tử rắn pha nước. Ở trang thỏi tươi chỳng cú mựi và chứa nhiều vi khuẩn (cú vi khuẩn gõy bệnh) và trứng giun.
Để giảm lượng cỏc chất hữu cơ trong cặn, người ta sử dụng cỏc phương phỏp sau:
- Lờn men bựn nhờ vi sinh vật yếm khớ (bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong ủ bựn, bể metan).
- Ổn định hiếu khớ bựn.
- Giảm độ ẩm của bựn cặn bằng cỏch lưu giữ trờn sõn phơi bựn hoặc hố phơi bựn hoặc bằng cỏc phương phỏp cơ học như lọc chõn khụng, ộp lọc, lắng li tõm, sấy và đốt cặn.
- Bựn cặn được thu hồi để làm phõn bún cho nụng nghiệp (Lương Đức Phẩm, 2002).
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 32
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU