Ưu điểm:
- Hiệu suất xử lý cao;
- Dễ vận hành, tính tự động cao, khơng địi hỏi kỹ thuật chun mơi nhiều; - Mật độ VSV trong lớp màng càng cao thì tải trọng trong bể cao;
- Khơng cần dịng tuần hồn bùn vì sinh khối trong bể ngày càng tăng. Nhược điểm:
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 25
- Giá thành thiết bị cao;
- Cần cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng tránh hiện tượng màng bị bong tróc; - Cần duy trì tốc độ xáo trộn hợp lý để đảm bảo giá thể chuyển động hoàn toàn trong bể làm khả năng khuếch tán cơ chất và oxy vào lớp màng trong.
Phạm vi áp dụng: Ứng dụng cho hầu hết các loại nước thải có ơ nhiễm hữu cơ: Nước thải sinh hoạt, nước thải y tế, thủy hải sản, sản xuất chế biến thực phẩm, nước thải công nghiệp, dệt nhuộm…
2.4 KHỬ TRÙNG
Khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải. Sau quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc phần lớn các vi sinh vật đã bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh cần phải tiến hành khử trùng nước. Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc khơng thể khử bỏ trong q trình xử lý trước.
Nước thải sau khi xử bằng phương pháp sinh học còn chứa 105 - 106 vi khuẩn/ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải khơng phải là vi trung gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh. Khi xả ra nguồn nước cấp, hồ bơi,… thì sẽ lan truyền rất lớn. Vì vậy cần phải tiệt trùng nước thải sau khi thải ra ngồi.
Thời gian tiếp xúc tính cả thời gian nước thải theo mương dẫn từ bể tiếp xúc ra nguồn tiếp nhận (ra sông) là 30 phút.
Các phương pháp khử trùng nước thải phổ biến nhất hiện nay: - Dùng clo hơi qua thiết bị định lượng clo.
- Dùng hypoclorit – canxi dạng bột- Ca(ClO)2 – hoàn tan trong thùng dung dịch 3-5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc.
- Dùng hypoclorit – natri, nước javel NaClO.
- Dùng ozon, ozon được sản xuất từ khơng khí do máy tạo ozon đặt trong nhà máy xử lí nước thải. Ozon sản xuất ra, được dẫn ngay vào bể hòa tan và tiếp xúc.
- Dùng tia cực tím UV do đèn thủy ngân áp lực thấp sẵn ra. Đèn phát tia cực tím đặt ngập trong mương có nước thải chảy qua.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 26
2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN CẶN
Trong các trạm xử lý thường có khối lượng cặn lắng tương đối lớn từ song chắn rác, bể lắng đợt I, II,… Trong cặn chứa rất nhiều nước (độ ẩm từ 97 - 99%), và chứa chất hữu cơ có khả năng, do đó cặn cần phải xử lý để giảm bớt nước, các vi sinh độc hại trước khi thải cặn ra nguồn tiếp nhận.
Các phương pháp xử lý bùn cặn gồm:
Cô đặc cặn
Cơ đặc cặn là q trình làm tăng nồng độ cặn bằng cách loại bỏ một phần nước ra khỏi hỗn hợp, làm cho khối lượng phải vận chuyển và thể tích các cơng trình ở giai đoạn sau giảm đi. Để cơ đặc cặn thường dùng: bể cô đặc cặn bằng lắng trọng lực, bể tuyển nổi, lọc li tâm, lọc qua băng tải.
Ổn định bùn cặn:
Là phương pháp nhằm phân hủy các chất hữu cơ có thể phân hủy thành CO2, CH4, và H2O, giảm vấn đề mùi và loại trừ thối rửa của cặn, đồng thời giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh và giảm thể tích cặn.
Có thể ổn định cặn hóa chất, hay bằng phương pháp sinh học hiếu khí hay kị khí. Các cơng trình được sử dụng trong ổn định cặn như: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan,…
Làm khô bùn cặn:
Có thể sử dụng sân phơi, thiết bị cơ học (máy lọc ép, máy ép băng tải, máy lọc chân không, máy lọc ly tâm,…), hoặc bằng phương pháp nhiệt.
Lựa chọn cách nào để làm khô cặn phụ thuộc nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiện đất đai, yếu tố thủy văn, kinh tế xã hội,…
2.6 MỘT SỐ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐIỂN HÌNH
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 27
Hình 2.12 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt chung cư SKY 9 công suất
260m3/ngày.đêm. Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Nước thải sinh hoạt, nhà hàng sẽ chảy qua lưới lọc rác thô để giữ lại các thành phần chất rắn lơ lửng có kích thước lớn rồi vào bể tiếp nhận-tách dầu.
Trong bể này còn chia ra nhiều ngăn để tách dầu mỡ Nước thải sinh hoạt
Hố thu gom Bể điều hòa Bể MBBR Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận đạt QCVN 14:2008, cột B Máy thổi khí Clorine SCR Bể chứa bùn Máy ép bùnc Bể Anoxic Bể lắng
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 28
Nước thải từ bể tiếp nhận được bơm lên bể điều hịa. Bể này có chức năng chính là Điều hịa lưu lượng, tránh gây sốc tải cho các cơng trình xử lý phía sau thơng qua q trình xáo trộn đều khắp thể tích bể.
Nước thải từ bể điều hịa cùng với các dịng tuần hồn sẽ hịa trộn tại đây. Dịng tuần hoàn chứa hàm lượng nitrit (NO2–), nitrat (NO3–) cao để các vi khuẩn dị dưỡng tùy nghi sẽ khử nitrat thành khí N2.
Q trình khử nitrat thể hiện qua phương trình sau:
Bể sẽ sử dụng các giá thể cho vi sinh dính bám để sinh trưởng và phát triển. Các giá thể này ln chuyển động khơng ngừng trong tốn thể tích bể nhờ vào thiết bị thổi khí qua đó thì mật độ vi sinh ngày càng tăng làm cho hiệu quả xử lý càng cao. Vi sinh vật có khả năng phân giản các hợp chất hữu cơ sẽ dính bám và phát triển trên bề mặt các vật liệu, các vi sinh hiếu khí sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải để phát triển thành sinh khối. Sinh khối sẽ phát triển nhanh chóng và kết quả là là sự suy giảm một cách nhanh chóng các chất hữu cơ ơ nhiễm.
Ngoài nhiệm vụ xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước thải, thì trong bể MBBR cịn xảy ra q trình nitrat hóa và denitrate, giúp loại bỏ các hợp chất nito, photpho trong nước thải.
Nước thải từ bể MBBR chứa nhiều bông bùn vi sinh. Bể lắng được thiết kế nhằm mục đích lắng bơng bùn vi sinh bằng q trình lắng trọng lực.
Nước đưa vào ống trung tâm rồi từ đó phân phối đều khắp bể. Dưới tác dụng của trọng lực và tấm chắn hướng dịng các bơng bùn vi sinh lắng xuống đáy, nước trong di chuyển lên trên. Phần nước trong sẽ được thu gom qua hệ thống máng tràn tiếp tục chảy sang bể khử trùng. Còn phần bùn lắng sẽ được chia thành hai dòng như sau:
Dịng tuần hồn trở lại bể Anoxic để cung cấp vi sinh cho quá trình xử lý sinh học và duy trì nồng độ sinh khối trong bể.
Dịng bùn dư đưa đến bể chứa bùn để chờ xử lý định kỳ.
Nước sau quá trình lắng sẽ chảy qua bể khử trùng để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 29
Sau khi khử trùng, nước thải được bơm đưa qua bồn lọc để giữ lại các thành phần cặn khó lắng trước khi xả ra mơi trường. Nước sau xử lý đạt QCVN 14: 2008/BTNMT – Cột A.
2.6.2 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Công ty CP Cơ Khí Mơi Trường ETM Thuyết minh sơ đồ công nghệ Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước thải từ nhà vệ sinh theo ống dẫn nước thải chảy vào Bể phốt, chảy tràn qua các ngăn, nước thải tiếp tục chảy tràn qua bể gom/điều hòa.
Nước thải tắm rửa, giặt giũ, nấu ăn được dẫn về bể tách mỡ, tại vị trí đầu nguồn của bể được lắp đặt song chắn rác nhằm giữ rác lại ngăn không cho rác vào bể.
Nước thải tiếp tục chảy tràn qua bể gom/điều hòa
Nước thải từ bể gom/điều hịa sau đó được bơm qua bể thiếu khí tại bể này xảy ra chủ yếu q trình khử nitrat, từ NO3- chuyển hóa về nitơ tự do.
Nước thải từ bể Anoxic chảy qua bể Aerotank các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn thức ăn (đồng thời với q trình tiêu thụ oxy khơng khí và nito, photpho).
Sau quá trình xử lý tại bể, nước thải chảy tràn qua thiết bị lắng loại bỏ các chất lơ lửng, các chất ơ nhiễm cịn lại trong nước thải bằng phương pháp cơ học. Tiêu diệt các vi khuẩn có hại bằng phương pháp khử trùng
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 30
Hình 2.13 Cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Cơng ty CP Cơ Khí Mơi Trường ETM. Chú thích: : Đường nước : Đường bùn : Đường hóa chất : Đường khí Hóa chất khử trùng
Nước thải nhà bếp Nước thải đen
Bể phốt Bể tách mỡ Bể gom/điều hoà Bể anoxic Bể aerotank Thiết bị lắng Cấp khí Bùn tuần hồn Bể chứa bùn Bùn thải
Nước thải sau xử lý SCR
SCR
Bùn xả
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 31
CHƯƠNG 3:
ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Cơ sở lựa chọn
Yêu cầu: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho trung tâm tiệc cưới hội nghị Melisa Center với công suất 150 m3/ngày.đêm. Yêu cầu nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cột B – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT.[21]
Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý dựa vào: - Công suất của trạm xử lý.
- Thành phần và đặc điểm của nước thải. - Chất lượng nước sau xử lý.
- Tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận tương ứng.
- Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực xây dựng. - Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì.
- Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật khác như hệ thống xử lý nước thải vận hành đơn giản nhưng phải đảm bảo hiệu quả xử lý phù hợp với trình độ người vận hành. Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn tiếp nhận nước thải không vượt quá giá trị Cmax được tính tốn như sau:
Cmax = C × K
Trong đó:
Cmax: Nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn tiếp nhận, tính bằng milligram trên lít nước thải (mg/l).
C: Giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại bảng 1 mục 2.2, QCVN 14:2008/BTNMT.
K: Hệ số tính tới quy mơ, loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư quy định tại mục 2.3, QCVN 14:2008/BTNMT.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 32
Lưu lượng nước thải lớn nhất của trung tâm tiệc cưới hội nghị Melisa Center là Q = 150 m3/ngày.đêm và loại hình cơ sở là nhà hàng ăn uống, cửa hàng thực phẩm nên theo QCVN 14:2008/BTNMT, ta chọn K = 1.
3.2 Xác định lưu lượng tính tốn nước thải khu đơ thị
Lưu lượng trung bình giờ:
Qtb,giờ =𝑄𝑡𝑏,𝑛𝑔à𝑦
24 = 150
24 = 6,25 (m3/h) Lưu lượng trung bình giây:
Qtb,giây =Qtb,giờ
3600 = 6,25
3600 = 1,7 ×10-3 (m3/s) = 1,7 (l/s) Lưu lượng giờ lớn nhất:
Qmax,giờ = Qtb,giờ × K0max = 6,25×2,5 = 15,625 (m3/h)
Trong đó: K0max = 2,5 (Bảng 3.1) Lưu lượng giây lớn nhất:
Qmax,s =𝑄𝑚𝑎𝑥,𝑔𝑖ờ
3600 =15,625
3600 = 0,0043 (m3/s) = 4,3(l/s) Lưu lượng giờ nhỏ nhất:
Qmin,giờ = Qtb,giờ × K0min = 6,25×0,38 = 2,4 (m3/h)
Trong đó: K0min = 0,38 (Bảng 3.2)
Lưu lượng giây nhỏ nhất: Qmin,s =𝑄𝑚𝑖𝑛,𝑔𝑖ờ
3600 = 11,6
3600= 0,0032(m3/s) = 3,2 (l/s)
Bảng 3.1 Hệ số khơng điều hịa đối với nước thải sinh hoạt [11] Hệ số khơng
điều hịa K0
Lưu lượng nước thải trung bình Qtb (l/s)
5 10 20 50 100 300 500 1000 ≥5000
Komax 2,5 2,1 2,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 33
Tổng lượng nước đen từ khu vệ sinh trong một ngày:
Khu vệ sinh chọn loại xí bệt, bồn nước tiết kiệm nên chọn lượng nước đen một người từ khu vệ sinh: Qđen = 30 (l/người.ngày)(Bảng 1.4/13/[9]).
Qđen =30 × 1200
1000 = 36(m
3⁄ngày)
Lưu lượng trung bình giờ:
Qđentb.giờ =Qtb.ngày
24 =
36
24= 1,5(m
3⁄h)
Lưu lượng trung bình giây:
Qtb.giâyđen =Qtb.ngày
đen
3600 =
1,5
3600 = 4,2 × 10
−4(m3⁄s) = 0,42(l s)⁄
Tổng lưu lượng nước thải xám trong một ngày:
ΣQxám = 150 − 36 = 114(m3⁄ngày)
Lưu lượng trung bình giờ:
Qxámtb.giờ =Qtb.ngày
24 =
114
24 = 4,75(m
3⁄h)
Lưu lượng trung bình giây:
Qtb.giâyxám =Qtb.ngày xám 3600 = 4,75 3600= 1,3 × 10 −3(m3⁄s) = 1,3(l s)⁄ Lưu lượng lớn nhất:
Qmax.giờ = Qtb.giờ × Kmax = 4,75 × 1,2 = 5,7(m3⁄h)
Trong đó, Kmax = 1,2-1,4. Chọn Kmax = 1,2 Lưu lượng giây lớn nhất:
Qmax.giây =Qmax.giờ
3600 =
5,7
3600 = 1,6 × 10
−3(m3⁄s) = 1,6(l s)⁄
Hàm lượng SS trong nước thải đen:
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 34
SSđen =20
30× 1000 = 666,7(mg l)⁄
Hàm lượng BOD5 trong nước thải đen:
Chọn BOD5 trong phân và nước tiểu là 18 g/người/ngày và 10 g/người/ngày:
BOD5 đen=18 + 10
30 × 1000 = 933,3(mg l)⁄
Chọn khối lượng khô trong phân và nước tiểu là 30 g/người/ngày và 50 g/người/ngày.
Hàm lượng N trong nước thải đen:
Chọn nitơ trong phân và nước tiểu là 6-12 g/người.ngày đêm : (Bảng 1.3/12/[4])
Nđen = 6
30× 1000 = 200(mg l)⁄
Hàm lượng P trong nước thải đen:
Chọn photpho trong phân và nước tiểu là 0,8-4 g/người.ngày đêm : (Bảng 1.3/12/[4])
Pđen = 1
30× 1000 = 33,33(mg l)⁄
Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm khi vào bể tự hoại [9] Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ đầu vào Hiệu suất xử Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ đầu vào Hiệu suất xử
lý Nồng độ đầu ra BOD5 mg/l 933,3 45% 513,3 TSS mg/l 666,7 85% 100 Tổng N mg/l 200 20% 160 Tổng P mg/l 33,33 40% 19,9 Tổng Coliform MPN/100ml 1 × 105 0 1 × 105
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 35
3.2/70/[9])
Bảng 3.3 Thành phần nước thải xám sau khi qua lưới chắn rác tinh [21] Chỉ tiêu phân Chỉ tiêu phân
tích
Đơn vị Nồng độ đầu vào Hiệu suất xử lý Nồng độ pH - 7,2 - 7,2 BOD5 mg/l 550 5 522,5 TSS mg/l 200 10 180 Tổng N mg/l 46 0 46 Tổng P mg/l 10 0 10 Dầu mỡ mg/l 90 5 85,5 Tổng Coliform MPN/100ml 8×103 0 8×103
Bảng 3.4 Thành phần nước thải xám sau khi qua bể tách dầu mỡ Chỉ tiêu phân Chỉ tiêu phân
tích
Đơn vị Nồng độ đầu vào Hiệu suất xử lý Nồng độ pH - 7,2 - 7,2 BOD5 mg/l 522,5 10 470,25 TSS mg/l 180 10 162 Tổng N mg/l 46 0 46 Tổng P mg/l 10 0 10 Dầu mỡ mg/l 85,5 70 25,65
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 36
Tổng Coliform MPN/100ml 8×103 0 8×103
Bảng 3.5 Thành phần nước thải tổng hợp nước thải xám và nước thải đen tại bể