1.2 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
1.2.4 Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường
Các chất hữu cơ hòa tan (BOD/COD): diễn ra sự khống hóa, ổn định chất hữu cơ dẫn đến sự thiếu hút oxi trong nước, gây ảnh hưởng đến thủy sinh. Nếu thiếu hụt DO trầm trọng sẽ xảy ra hiện tượng phân hủy yếm khí, gây mùi hơi.
Các chất dinh dưỡng (N,P): hàm lượng cao sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, kích thích sự phát triển của tảo, rong rêu trong nước.
Chất rắn lơ lửng (SS): làm đục nước, mất mỹ quan.
Vi sinh vật gây bệnh: lan truyền các bệnh trong môi trường nước như: thương hàn, tả lị,… có thể thành dịch, ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Nhận xét: nước thải sinh hoạt từ các khu chung cư có những ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và chất lượng cuộc sống của con người, nước thải có chứa nhiều N và P là mơi trường cực kì thuận lợi cho vi sinh vật, vi khuẩn gây hại phát triển các mầm bệnh, nguy hại cho sức khỏe con người. Vì vậy việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho trung tâm tiệc cưới hội nghị là rất cần thiết và quan trọng.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 9
CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
2.1 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC
Mục đích của phương pháp cơ học để XLNT là tách pha rắn (tạp chất phân tán thô) khỏi nước thải bằng các phương pháp lắng và lọc.
- Để giữ các tạp chất khơng hịa tan lớn và một phần chất bẩn lơ lửng: dùng song chắn hoặc lưới lọc.
- Để tách các chất rắn lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hoặc bé hơn nước dùng bể lắng:
Các chất lơ lửng có nguồn gốc khống (chủ yếu là cát) được lắng ở bể lắng cát.
Các hạt cặn đặc tính hữu cơ được tách ra ở bể lắng.
Các hạt cặn nhẹ hơn: dầu, mỡ, nhựa… được tách ở bể thu dầu, mỡ, nhựa (dùng cho nước thải cơng nghiệp).
Để giải phóng chất thải khỏi các chất huyền phù, phân tán nhỏ… dùng lưới lọc, vải lọc hoặc lọc qua lớp vật liệu lọc (thường dùng cho nước thải công nghiệp).
Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp chất không tan, tuy nhiên BOD trong nước thải giảm khơng đáng kể. Để tăng cường q trình xử lý cơ học, người ta làm thống nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý của các cơng trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD giảm đi 10 – 15%.
Một số cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:
2.1.1 Song chắn rác
Nhiệm vụ: Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các cơng trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định.
Song chắn rác (SCR) có thể phân thành các nhóm sau:
- Theo kích thước của khe hở: SCR thơ (30 – 200mm), SCR trung bình (16 – 30mm) và SCR nhỏ (<16mm).
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 10
- Theo phương pháp vớt rác: SCR thủ công và SCR cơ giới.
Song chắn rác thô
Nguyên lý cấu tạo: SCR gồm các thanh bằng thép không gỉ, sắp xếp cạnh nhau và hàn cố định trên khung thép, thường đặc nghiêng 45 – 900 so với phương ngang trên mương dẫn nước. Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở. Một số loại thanh chắn:
- Tiết diện tròn;
- Tiết diện hình chữ nhật; - Tiết diện hình bầu dục.
Hình 2.1 Song chắn rác thơ. [5]
Ngun lý hoạt động: SCR được đặt trước ngăn tiếp nhận nước thải để loại bỏ tập vật có thể gây ra sự cố trong q trình vận hành hệ thống như: làm tắc bơm, đường ống hoặc mương dẫn. Lượng rác giữ lại trên SCR < 0,1 m3 /ngày khi vớt rác bằng tay và ≥ 0,1 m3 /ngày khi vớt rác bằng cơ giới.
Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt, sữa chữa, thay thế và vệ sinh. - Chi phí đầu tư và bảo dưỡng thấp.
Nhược điểm:
- Có hiện tượng tắc nghẽn nếu lượng rác thải quá nhiều và không thường xuyên vớt rác. Để khắc phục, ta phải thiết kế thêm hệ thống trục vớt hoặc máy nghiền rác.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 11
Song chắn rác cơ khí chỉ dùng cho những trạm xử lý nhỏ có lượng rác > 0,1m3 /ngày.đêm và hoạt động liên tục, răng cào lọt vào các khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ truyền động. Cào cơ giới có thể chuyển động từ trên xuống dưới hoặc từ dưới lên theo dòng nước.
Nguyên lý cấu tạo: song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng 1 góc 45-600 nếu làm sạch thủ cơng hoặc nghiêng một góc 75-850 nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện của song chắn rác có thể trịn, vng hoặc hỗn hợp. Song chắn rác tiết diện trịn có trở lực nhỏ nhất nhưng dễ bị tắc bởi các vật giữ lại. Do đó thơng dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vng góc phía sau và cạnh trịn phía trước hướng đơi diện với dịng chảy. Vận tốc nước chảy qua song chắn rác giới hạn trong khoảng 0,6 - 1m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 - 1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất rắn.
Hình 2.2 Song chắn rác cơ khí. [19]
Bố trí bể: thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và các cơng trình xử lý nước thải.
Ưu điểm:
- Giữ được các loại rác có đường kính nhỏ, các hợp chất tương đối mịn.
- Hiệu quả mang lại cao hơn, nếu sử dụng song chắn rác tinh thì (có thể) loại bỏ bể lắng đợt I ở các cơng trình sau.
- Vận tốc dịng chảy ổn định, loại bỏ được SS nhỏ (1-10 mm). - Dễ dàng khi vệ sinh.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 12
Nhược điểm:
- Tốn chi phí điện năng. - Dễ bị bít nghẹt.
- Chỉ thích hợp với lưu lượng nhỏ.
2.1.2 Bể điều hòa
Nhiệm vụ:
- Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải; - Ổn định lưu lượng;
- Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào cơng trình xử lý sinh học tiếp theo; - Tiết kiệm hóa chất để khử trùng nước thải.
Nguyên lý cấu tạo: bể điều hịa là bể chứa hình chữ nhật, thường được xây dựng bằng bê tông - cốt thép. Đáy bể điều hịa có rốn tập trung nước khi cần có thể tháo khơ bể bằng bơm chiều lưu động hoặc bằng cách xả nước trọng lực.
Bể điều hịa có 2 loại:
- Bể điều hịa lưu lượng - nồng độ: bên trong có thiết bị khuấy trộn (thiết bị cơ học hoặc khí nn). Hệ thống khí nn có thể là các ống đục lỗ, đĩa phân phối khí, ejector sục khí, ống đứng kiểu bơm airlift.
- Bể điều hịa lưu lượng: bên trong khơng có thiết bị khuấy trộn. Bể được chia thành nhiều ngăn, định kì tháo khơ từng ngăn để xúc cát và lắng cặn ra ngoài.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 13
Nguyên lý hoạt động: bể điều hòa thường được đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng I. Nhờ vào cơ chế sục khí liên tục và lưu nước trong một thời gian nhất định, lưu lượng và nồng độ và các chất ô nhiễm trong nước thải được ổn định. Để đưa nước sang các cơng trình sau phải dùng máy bơm.
Ưu điểm:
- Xử lý sinh học được nâng cao, giảm nhẹ quá tải, pha loãng các chất gây ức chế sinh học và pH được ổn định.
- Chất lượng đầu ra và hiệu quả nén bùn của bể lắng đợt 2 được cải thiện do bông cặn đặc chắc hơn.
- Trong xử lý hoá học, ổn định tải lượng sẽ dễ dàng điều khiển giai đoạn chuẩn bị và châm hoá chất tăng cường độ tin cậy của quy trình.
Nhược điểm:
- Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng cần tương đối lớn.
- Bể điều hoà hoà ở những nơi gần khu dân cư cần được che kín để hạn chế mùi. - Chi phí đầu tư tăng.
2.1.3 Bể lắng
Bể lắng tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực. Các bể lắng có thể bố trí kế tiếp nhau. Q trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90-95% lượng cặn có trong nước thải. Vì vậy, đây lá q trình quan trọng trong quá trình xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ở đầu hoặc sau xử lý sinh học. Để có thể tăng cường q trình lắng ta có thể them vào chất đơng tụ sinh học.
Dựa vào cấu tạo, bể lắng được chia thành các dạng:
Bể lắng ngang
Cấu tạo: Bể có dạng hình chữ nhật, có thể được làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép, thường chia làm nhiều ngăn, chiều rộng mỗi ngăn từ 3-6m. Chiều dài không quy định. Khi bề có chiều dài quá lớn có thể cho nước xoay chiều để giảm bớt diện tích bề mặt xây dựng.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 14
Hình 2.4 Bể lắng ngang. [5]
Nguyên lý hoạt động: Nước thải dẫn vào bể theo mương và máng phân phối ngang với đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể suốt chiều rộng. Đối diện ở cuối bể cũng xây dựng máng tương tự để thu nước và đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi, cao hơn nước nước 0,15-0,2m và không sâu quá mực nước 0,25m. Tấm chắn này có tác dụng ngăn chất nổi, thường đặt cách thành tràn 0,25-0,5m. Để thu và xả chất nổi người ta đặc một máng đặc biệt ngay sát tấm chắn.
Ưu điểm:
- Gọn, có thể làm hố thu cặn ở đầu bể và cũng có thể làm nhiều hố thu cặn dọc theo chiều dài của bể.
- Hiệu quả xử lý cao. Nhược điểm:
- Giá thành cao, có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn.
- Chiếm nhiều diện tích xây dựng.
Phạm vi áp dụng: Ứng dụng cho các trạm xử lý có cơng suất >3000m3/ngày.đêm đối với trường hợp xử lý nước có dung phèn và áp dụng với bất kỳ công suất nào cho các trạm xử lý không dung phèn.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 15
Hình 2.5 Bể lắng đứng. [5]
Cấu tạo: Bể lắng đứng thường có mặt hình vng hoặc hình trịn, có thể làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép. Bể thường được bố trí kết hợp với ống trung tâm làm bằng thép cuốn hàn điện hay bê tông cốt thép.
Theo chức năng làm việc, bể được chia làm 2 vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc chop ở phí dưới. Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn được thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và van xả cặn.
Hiệu quả của bể lắng đứng phụ thuộc vào sự phân bố dòng nước, chất keo tụ và chiều cao vùng lắng phải lớn.
Nguyên lý hoạt động: Đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đi xuống dưới qua bộ phận hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi vào bể lắng. Nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển độn của dòng nước. Nước đã lắng trong được thu vào máng vịng bố trí xung quang bể.
Ưu điểm:
- Thiết kế nhỏ gọn, diện tích xây dựng khơng nhiều. - Thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn.
Nhược điểm:
- Hiệu quả xử lý khơng cao bằng bể lắng ngang. - Chi phí xây dựng tốn kém.
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 16
Phạm vi áp dụng: Được sử dụng cho trạm công suất nhỏ < 3000m3/ngày.đêm. Bể lắng đứng thường kết hợp với bể phản ứng xoay hình trụ.
Bể lắng ly tâm
Hình 2.6 Bể lắng ly tâm. [5]
Cấu tạo: Bể lắng ly tâm có dạng hình trịn, đường kính có thể từ 5m trở lên, thường được sử dụng với công suất lớn hơn hoặc bằng 30.000m3/ngày.đêm.
Nguyên lý hoạt động: Bể lắng ly tâm là loại bể lắng trung gian giữa bể lắng ngang và bể lắng đứng. Nước từ vùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên. Nước cần xử lý vào ống trung tâm rồi vào giữa ngăn phân phối vào vùng lắng. Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần đều từ tâm bể ra.
Ưu điểm:
- Thiết kế gọn, diện tích xây dựng khơng nhiều; - Thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn. Nhược điểm:
- Hiệu quả xử lý không cao; - Chi phí xây dựng tốn kém;
SVTH: Trần Thanh Thiện- 0550020236 GVHD: ThS. Trần Ngọc Bảo Luân
TS. Nguyễn Lan Hương 17
2.2 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ
Mục đích của phương pháp này là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ơ nhiễm mà khơng thể dùng q trình lắng ra khỏi nước thải. Xử lý hóa học, hóa lý bao gồm các phương pháp như keo tụ - tạo bơng, trung hịa, tuyển nổi, điện hóa,...