Chương 4: LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢ
SVTH: TƠ THỊ KIM PHỤNG 42 GVH: LÊ ĐỨC TRUNG
Ghi chú: Đường nước: Đường khí: Đường bùn: Đường hố chất: .2.2. Phương án II
Nước thải sinh hoạt khu dân cư theo cống dẫn tới song chắn rác trước khi qua hố bơm. Song chắn rác cĩ tác dụng loại bỏ các tạp chất cĩ kích thước lớn: bao nilơng, đồ hộp, lá cây, giấy, … Từ hố bơm nước thải được bơm vào bể điều hịa để điều hịa lưu lượng và nồng độ nước thải, để tránh hiện tượng quá tải vào giờ cao điểm. Do đĩ, giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và đồng thời giảm kích thước các cơng trình đơn vị tiếp theo. Nước thải từ bể điều hịa được bơm bơm qua bể lắng đợt I để lắng các hạt lơ lửng và các chất cĩ thể lắng được. Nước thải từ bể lắng I chảy sang bể aerotank, trong đĩ khí được cấp vào để xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ. Với điều kiện thuận lợi, vi sinh sinh trưởng và kết thành bơng bùn. Sau đĩ, nước thải tiếp tục đưa sang bể lắng II. Bể lắng II một phần lắng và tách các bùn hoạt tính ra khỏi nước thải, phần cịn lại tuần hồn trở lại bể aerotank. Nước thải sau khi qua
SONG CHẮN RÁCHỐ BƠM HỐ BƠM BỂ ĐIỀU HOAØ LẮNG I BỂ AEROTANK BỂ LẮNG II BỂ KHỬ TRÙNG NGUỒN TIẾP NHẬN (QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A) XE CHỞ BÙN BỂ CHỨA BÙN Nước thải khu chung cư
Hố chất Chlorine Máy thổi khí
Bùn
XỬ LÝ
Hình 4.2: Sơ đồ cơng nghệ theo phương án II
Ghi chú: Đường bùn : Đường hố chất: Đường nước : Nước tuần hồn Bu øn tu ầ n h oa øn
bể lắng, tiếp tục chảy vào bể khử trùng để loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh. Nước sau khi khử trùng được xả ra nguồn tiếp nhận.
.3. Lựa chọn cơng nghệ xử lý
Hai phương án được đề xuất đều cĩ hiệu quả xử lý tốt đối với tính chất của nước thải đầu vào. Tuy nhiên, quá trình bùn lơ lửng hoạt tính khơng xử lý được tổng nitơ và tổng photpho. Để kiểm sốt quá trình trên, giải pháp xử dụng hệ thống xử lý với bể sinh học biofor cĩ khả năng loại bỏ chất dinh dưỡng như nitơ và photpho cĩ trong nước thải. Qúa trình xử lý sinh học hiếu khí bằng phương pháp xử lý sinh học biofor đạt hiểu quả xử lý cao. Bên cạnh đĩ, với lớp vật liệu đệm cĩ bề mặt riêng lớn nên sinh khối vi sinh cũng lớn, nâng cao khả năng chịu sốc của vi sinh vật cao hơn nhiều so với bể aerotank.
Lượng bùn vi sinh sinh ra trong bể biofor giảm hẳn so với bể aerotank. Do vậy, giảm được chi phí quản lý cũng như xử lý bùn.
Mặt khác do cơng nghệ này mức độ xử lý tỷ lệ thuận với chiều sâu lớp nước tiếp xúc, vật liệu đệm cĩ bề mặt tiếp xúc lớn, mật độ vi sinh lớn và ổn định nên cho phép giảm thời gian lưu nước, dẫn đến giảm chi phí đầu tư xây dựng. Do đĩ, bể biofor đã đáp ứng những yêu cầu đã nêu trên nên phương án I được chọn là phương án thiết kế chính.
.4. Thuyết minh cơng nghệ
.4.1. Song chắn rác
Nước thải qua song chắn rác, tại đây các thành phần cĩ kích thước lớn: cát, sợi, rác, lá cây, nilơng, …, được giữ lại, nhờ vậy mà tránh được tình trạng tắt nghẽn bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây thật sự là một khâu quan trọng trong xử lý nước thải nhằm đảm bảo an tồn và điều kiện làm việc thuận tiện cho cả hệ thống.
.4.2. Bể điều hịa
Lưu lượng và nồng độ nước thải làm thay đổi chế độ làm việc của hệ thống xử lý, gây tình trạng mất ổn định. Khi nồng độ hoặc lưu lượng tăng lên đột ngột,
các cơng trình đơn vị hĩa lý sẽ làm việc kém hiệu quả và nếu muốn ổn định được cần phải thay đổi lượng hĩa chất thường xuyên, điều này gây khĩ khăn cho quá trình vận hành. Đối với các cơng tình xử lý sinh học, lưu lượng và nồng độ thay đổi đột ngột sẽ gây sốc tải đối với vi sinh vật, thậm chí gây tình trạng chết hàng loạt, làm cho cơng trình mất hẳn tác dụng.
Điều hịa lưu lượng và ổn định nồng độ sẽ giúp đơn giản hĩa cơng nghệ xử lý, tăng hiệu quả xử lý và giảm kích thước các cơng trình đơn vị.
.4.3. Bể lắng I
Ơû bể lắng I các hạt cặn cĩ khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của nước thì được lắng xuống và đi ra khỏi bể. Các hạt cặn đã lắng ở bể lắng I được máy bơm bùn bơm qua bể chứa bùn. Cịn phần nước tự chảy sang bể biofor.
.4.3. Bể sinh học Biofor
Bể xử lý sinh học hiếu khí bằng vật liệu, gía thể dính bám (biofor) là cơng trình đơn vị quyết định hiệu quả xử lý của hệ thống. Phần lớn những chất gây ơ nhiễm trong nước thải là những chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học.
Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng dính bám. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ tiếp nhận oxy và chuyển hĩa chất hữu cơ thành thức ăn. Trong mơi trường hiếu khí (nhờ oxy sục vào), vi sinh hiếu khí tiêu thụ các chất hữu cơ để phát triển, tăng sinh khối và làm giảm tải lượng ơ nhiễm trog nước thải xuống mức thấp nhất.
Ngồi ra, để đảm bảo hàm lượng oxy cũng như chất dinh dưỡng luơn đủ cho vi sinh vật tồn tại, phát triển thì oxy sẽ được cấp liên tục vào bể 24/24 (nồng độ oxy hịa tan trong nước thải ra khỏi bể lắng khơng được nhỏ hơn 2mg/l). Nước sau khi ra khỏi bể này , hàm lượng COD và BOD giảm 80 – 95%.
Cơ chế quá trình chuyển hĩa chất hữu cơ (chất gây ơ nhiễm) thành chất vơ cơ (chất khơng gây ơ nhiễm).
• Lọc bám dính: Vi sinh vật hiếu khí, tùy tiện và kỵ khí sống trên bề mặt vật liệu sẽ lấy chất hữu cơ trong nước thải làm thức ăn, quá trình này đồng nghĩa với việc chuyển hĩa chất gây ơ nhiễm thành chất khơng gây ơ nhiễm.
Hình 4.3: Cấu tạo bể xử lý sinh học hiếu khí (Biofilter).
COHNS + O2 + Chất dd CO2 + NH3 + C5H7NO2 + sản phẩm khác
C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + năng lượng
Bùn sau khi xử lý sinh học hiếu khí biofor phần lớn là xác chết vi sinh vật nên việc bố trí đường tuần hồn bùn từ bể lắng nhằm để ổn định vi sinh ở bể trong thời gian nuơi cấy.
Nước sau khi ra khỏi bể biofor sẽ tự chảy theo sự chênh lệch áp sang bể lắng để tiếp tục quá trình xử lý.
.4.4. Bể lắng II
Bằng cơ chế của quá trình lắng trọng lực, bể lắng cĩ nhiệm vụ tách cặn vi sinh từ bể xử lý sinh học hiếu khí lơ lửng dính bám mang sang. Nước thải ra khỏi thiết bị lắng cĩ hàm lượng cặn (SS) giảm đến 60%. Bùn lắng ở đáy ngăn lắng sẽ được bơm bùn để tuần hồn về bể xử lý sinh học hiếu khí sẽ bổ sung lượng bùn theo nước đi qua ngăn lắng.
vi khuẩn Vi khuẩn
Hình 3.3 Cấu tạo bể lắng đứng. Mương thu
nước Sàn cơng tác Bộ truyền động
Máng răngcưa Vành chặn bọtnổi Cánh gạt bọt Ống thu nước saulắng Ống trung tâm phân phối nước
Ngăn thu bọtnổi Ống thu bùn
Cánh gạt bùn
Ống dẫn nướcvào
Đáy và tường bể beton
Phần bùn dư sẽ được chuyển định kỳ về bể chứa bùn, cịn nước trong trên mặt bể sẽ chảy tràn sang tiếp xúc khử trùng.
Hình 4.4: Cấu tạo bể lắng
.4.5. Bể tiếp xúc khử trùng
Nước thải sau khi xử lý bắng phương pháp sinh học cịn chứa các vi khuẩn, hầu hết các vi khuẩn này tồn tại trong nước thải khơng phải là vi trùng gây bệnh, nhưng cũng khơng loại trừ một số lồi vi khuẩn cĩ khả năng gây bệnh.
Khi cho chlorine vào nước, dưới tác dụng chảy rối do cấu tạo vách ngăn của bể, hĩa chất chlorine cĩ tính oxy hĩa mạnh sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
Nước sau khi qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A.
.4.6. Bể chứa bùn
Tất cả bùn lắng ở đáy bể lắng II và bùn tươi ở bể lắng I sẽ được chuyển hết về bể chứa bùn. Trong bể lắng II phần lớn là xác chết vi sinh vật sau quá trình phân hủy nội bào.
Tại cơng trình đơn vị này, bùn lắng ở đáy bể theo định kỳ sẽ được xe hút bùn mang thải bỏ. Riêng nước tách ra từ bề mặt bể sẽ chuyển về lại bể điều hịa.
