Tính chất nƣớc thải sinh hoạt

1.2. LƢU LƢỢNG VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI

1.2.4. Tính chất nƣớc thải sinh hoạt

1.2.4.1. Thông số vật lý

 Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (SS)

Các chất rắn lơ lửng trong nƣớc ((Total) Suspended Solids – (T)SS - SS) có thể có bản chất là:

- Các chất vơ cơ không tan ở dạng huyền phù (phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét) - Các chất hữu cơ không tan.

- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…).

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong q trình xử lý.

 Mùi

Hợp chất gây mùi đặc trƣng nhất là H2S – mùi trứng thối. Các hợp chất khác, chẳng hạn nhƣ indol, skatol, cadaverin và cercaptan đƣợc tạo thành dƣới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S.

 Độ màu

Màu của nƣớc thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm đƣợc tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt-Co). Độ màu là một thông số thƣờng mang tính chất cảm quan, có thể đƣợc sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nƣớc thải.

 Nhiệt độ ( C)

Nhiệt độ của nƣớc thải thƣờng cao hơn nhiệt độ của nƣớc cấp do việc xả các d ng nƣớc nóng hoặc ấm từ các hoạt động sinh hoạt, thƣơng mại hay công nghiệp và nhiệt độ của nƣớc thải thƣờng thấp hơn nhiệt độ của khơng khí. Nhiệt độ của nƣớc thải

là một thơng số quan trọng bởi vì phần lớn các các sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải đều ứng dụng các quá trình xử lý sinh học mà các q trình đó đều bị ảnh hƣởng bởi nhiệt độ. Nhiệt độ của nƣớc thải ảnh hƣởng đến đời sống của các thủy sinh vật, đến sự hòa tan của oxy trong nƣớc. Nhiệt độ của nƣớc thải cịn là một thơng số quan trọng đến các quá trình lắng các hạt cặn.

 Độ đục

Độ đục của nƣớc thải là do các chất lơ lửng và các chất dạng keo chứa trong nƣớc thải tạo nên. Đơn vị đo độ đục thơng dụng là NTU. Nó đƣợc đo bằng cách chiếu ánh sáng qua một mẫu và định lƣợng nồng độ hạt lơ lửng. Khi có càng nhiều hạt trong dung dịch, độ đục càng cao.

1.2.4.2. Thơng số hóa học

 Độ pH

pH là chỉ số đặc trƣng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thƣờng đƣợc dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nƣớc. Độ pH của nƣớc có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hồ tan trong nƣớc. pH có ảnh hƣởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nƣớc. Độ pH có ảnh hƣởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nƣớc. Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái mơi trƣờng.

 Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)

Nhu cầu oxy hóa học (viết tắt là NOS hay COD) là lƣợng oxy cần thiết để oxy hóa tồn bộ chất hữu cơ trong nƣớc thải, kể cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học và đƣợc xác định bằng phƣơng pháp bicromat trong môi trƣờng axit sulfuric có thêm chất xúc tác – sulfat bạc. Đơn vị đo của COD là mgO2/L hay đơn giản là mg/L.

Trong môi trƣờng nƣớc tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày để q trình oxy hóa chất hữu cơ đƣợc hồn tất. Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì q trình oxy hóa có thể hồn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều. Đây là ƣu điểm nổi bật của thơng số này nhằm có đƣợc số liệu tƣơng đối về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn.

COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, gi p đánh giá phần ô nhiễm khơng phân hủy sinh học của nƣớc từ đó có thể lựa chọn phƣơng pháp xử lý phù hợp.

 Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD)

Nhu cầu oxy sinh hóa (viết tắt là NOS hay BOD) là một trong những thông số cơ bản đặc trƣng cho mức độ ô nhiễm nƣớc thải bởi các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Toàn Phát phường Chánh Phú

Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cơng suất 530 m3/ngày.đêm

sinh hóa (các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học). BOD đƣợc xác định bằng lƣợng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ dạng hịa tan, dạng keo và một phần dạng lơ lửng với sự tham gia của các vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí đƣợc tính bằng mgO2/L hay đơn giản là mg/L. Trong thực tế thƣờng sử dụng thông số BOD5 (5 ngày ủ).

Đối với nƣớc thải sinh hoạt, thông thƣờng BOD = 68%COD, c n đối với nƣớc thải cơng nghiệp thì quan hệ giữa BOD và COD rất khác nhau, tùy theo từng ngành công nghệ cụ thể.

 Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO)

Oxy hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí. Lƣợng oxy h a tan trong nƣớc thải ban đầu dẫn vào trạm xử lý thƣờng bằng không hoặc rất nhỏ. Trong khi đó, các cơng trình xử lý sinh học hiếu khí thì lƣợng oxy hịa tan cần thiết khơng nhỏ hơn 2 mg/L. Trong nƣớc thải sau xử lý, lƣợng oxy h a tan không đƣợc nhỏ hơn 4 mg/L đối với nguồn nƣớc dùng để cấp nƣớc (loại A) và không nhỏ hơn 6 mg/L đối với nguồn nƣớc dùng để nuôi cá.

Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nƣớc tồn tại và phát triển. Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy h a tan. Nhƣ đã đề cập, khả năng h a tan của Oxy vào nƣớc tƣơng đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nƣớc tự nhiên là rất có giới hạn. Cũng vì lý do trên, hàm lƣợng oxy hịa tan là thông số đặc trƣng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nƣớc mặt.

 Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái đất. Nitơ là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng nhƣ các acid amin trong nhân tế bào. Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục đƣợc thải vào môi trƣờng với lƣợng rất lớn. Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dƣỡng phân hủy, khống hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ nhƣ NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N2 cho khơng khí.

 Photpho và các hợp chất chứa photphor

Nguồn gốc các hợp chất chứa Photpho có liên quan đến sự chuyển hóa các chất thải của ngƣời và động vật và sau này là lƣợng khổng lồ phân lân sử dụng trong nông nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt và một số ngành công nghiệp trôi theo d ng nƣớc. Photpho là một chất dinh dƣỡng đa lƣợng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tƣợng ph dƣỡng hóa nguồn nƣớc, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam.

 Chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: Kị nƣớc và ƣa nƣớc tạo nên sự phân tán của các chất trong dầu và trong nƣớc. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp. Các chất này làm cản trở quá trình lắng của các hạt lơ lửng, tạo nên hiện tƣợng sủi bọt trong các cơng trình xử lý, kiềm hãm các quá trình xử lý sinh học.

1.2.4.3. Thông số vi sinh vật học

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nƣớc thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho ngƣời. Chúng vốn không bắt nguồn từ nƣớc mà cần có vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nƣớc và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán.

 Vi khuẩn

Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nƣớc thƣờng gây các bệnh về đƣờng ruột, nhƣ dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thƣơng hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa...

 Vi rút

Vi r t có trong nƣớc thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ƣơng, viêm tủy xám, viêm gan... Thông thƣờng sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt đƣợc vi rút.

 Giun sán (helminths)

Giun sán là loại sinh vật ký sinh có v ng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con ngƣời có thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của ngƣời và động vật là nguồn đƣa giun sán vào nƣớc. Tuy nhiên, các phƣơng pháp xử lý nƣớc hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả.

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Tồn Phát phường Chánh Phú

Hịa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cơng suất 530 m3/ngày.đêm

CHƢƠNG 2.

TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT

Theo đặc tính và thơng số của nƣớc thải sinh hoạt, các phƣơng pháp sau đây đƣợc áp dụng để xử lý:

 Đối với dầu mỡ và TSS

Dùng phƣơng pháp xử lý sơ bộ (Bể tách dầu mỡ, song chắn rác,…) để có thể loại bỏ sơ bộ TSS và giảm lƣợng dầu mỡ xuống mức cho phép để vào các cơng trình xử lý phía sau.

 Đối với BOD, COD, Tổng N, Tổng P

Dựa vào tỷ lệ giữa BOD/COD lựa chọn phƣơng pháp xử lý sinh học hay xử lý bằng phƣơng pháp hóa lý để có thể xử lý triệt để đƣợc BOD, COD, Tổng N, Tổng P. Ngoài ra, trong nhiều trƣờng hợp việc xử lý nƣớc thải đƣợc yêu cầu xử lý ở mức độ nhằm bảo vệ nguồn nƣớc mặt (nguồn nƣớc loại A). Khi đó cần thực hiện xử lý bậc cao nƣớc thải sau khi xử lý sinh học (chủ yếu xử lý nitơ, phốtpho, TSS, BOD, các chất khó bị oxy hóa,…).

 Đối với Coliform

Tiến hành khử trùng để xử lý Coliform trƣớc khi xả thải vào nguồn tiếp nhận. Trong q trình xử lý nƣớc thải có tạo ra một lƣợng bùn đáng kể cần xử lý chúng và sau đó có thể tận dụng lại cho nhiều mục đích khác nhau.

2.1. PHƢƠNG PHÁP CƠ HỌC [4]

Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nƣớc thải bằng cách thu gom, phân riêng. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các cơng trình xử lý tiếp theo.

Phƣơng pháp cơ học dựa vào các lực vật lý nhƣ lực trọng trƣờng, lực ly tâm… để tách các chất khơng hịa tan, các hạt lơ lửng có kích thƣớc đáng kể khỏi nƣớc thải. Các cơng trình thƣờng đƣợc sử dụng chủ yếu nhƣ: Song chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể lắng cát, bể điều hòa, bể lắng (đợt 1),….

 Ƣu điểm:

Phƣơng pháp cơ học là phƣơng pháp đơn giản nhất, ít tốn kém nhất nhƣng lại mang hiệu quả cao nhất và quyết định đến hiệu quả hoạt động các cơng trình phía sau.

- Hoạt động liên tục, hiệu quả xử lý cao.

- Dễ ứng dụng và phạm vi ứng dụng rộng.

 Nhƣợc điểm: Kích thƣớc bể lớn

 Yếu tố ảnh hƣởng:

- Thành phần và khả năng xử lý của nƣớc thải

- Loại vật liệu lọc và bề dày lớp lọc

- Tính dẫn tải thủy lực và hữu cơ

- Nhiệt độ nƣớc thải

2.1.1. Song chắn rác [4]

Nhiệm vụ dùng để giữ lại các tạp chất thô nhƣ giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất có trong nƣớc thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các cơng trình và thiết bị xử lý nƣớc thải hoạt động ổn định.

Song chắn rác là các thanh đan sắp xếp kế tiếp nhau với khe hở từ 16 đến 50 mm, các thanh có thể bằng thép, nhựa hoặc gỗ. Tiết diện các thanh này là hình chữ nhật, hình trịn hoặc elip. Các song chắn đặt song song với nhau, nghiêng về phía d ng nƣớc chảy để giữ lại rác. Song chắn rác thƣờng đặt nghiêng theo dịng chảy một góc 50 đến 900. Song chắn rác phải dễ tháo dỡ, dễ lấy rác và tổn thất áp lực qua nó phải nhỏ. Thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nƣớc thải trƣớc trạm bơm nƣớc thải và trƣớc các cơng trình xử lý nƣớc thải.

Phân loại song chắn rác:

- Kích thƣớc: Thơ, trung bình, mịn - Hình dạng: Song chắn, lƣới chắn

- Phƣơng pháp làm sạch: Thủ cơng, cơ khí - Bề mặt lƣới chắn: Cố định, di động

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Toàn Phát phường Chánh Phú

Hịa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương cơng suất 530 m3/ngày.đêm

2.1.2. Bể tách dầu mỡ [5]

Dầu mỡ là thành phần không thể thiếu trong nƣớc thải sinh hoạt. Khi vào hệ thống xử lý nƣớc chúng sẽ bít các lỗ hổng giữa các vật liệu lọc trong bể lọc sinh học hoặc phá hủy bùn hoạt tính trong bể Aeroten gây khó khăn cho q trình lên men cặn. Khi vào nguồn tiếp nhận chúng sẽ tạo thành một lớp màng mỏng phủ lên diện tích mặt nƣớc gây khó khăn cho q trình hấp thụ oxy gây cản trở quá trình tự làm sạch của nguồn nƣớc.

Mặt khác dầu mỡ có thể thu hồi, tái chế, sử dụng lại. Vì vậy dầu mỡ cần phải đƣợc tách trƣớc khi đƣa vào các cơng trình xử lý cục bộ. Loại dầu mỡ này đƣợc tách theo nguyên lý trọng lực giống nhƣ trong bể lắng, chỉ khác thông số đặc trƣng ở đây là tốc độ nổi.

Bể tách dầu mỡ thƣờng đƣợc bố trí trong các bếp ăn của khách sạn, trƣờng học, bệnh viện… gần các thiết bị thốt nƣớc hoặc ngồi sân gần khu vực bếp ăn để tách dầu mỡ trƣớc khi xả vào hệ thống thốt nƣớc bên ngồi cùng với các loại nƣớc thải khác. Bể thƣờng đƣợc xây dựng bằng gạch, bê tơng cốt thép, thép, nhựa composite,…

Hình 2.2 Bể tách dầu mỡ. [6] 2.1.3. Bể điều hòa [5]

Lƣu lƣợng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải các khu dân cƣ, cơng trình cơng cộng nhƣ các nhà máy xí nghiệp ln thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tƣợng thoát nƣớc này. Sự dao động về lƣu lƣợng nƣớc thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hƣởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nƣớc thải. Trong quá trình lọc cần phải điều h a lƣu lƣợng dòng chảy, một trong những phƣơng án tối ƣu nhất là thiết kế bể điều h a lƣu lƣợng.

 Bể điều hịa có nhiệm vụ:

- Tiết kiệm hóa chất để khử trùng nƣớc thải - Ổn định lƣu lƣợng

- Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào cơng trình xử lý sinh học tiếp theo

 Có 3 loại bể điều hịa: - Bể điều h a lƣu lƣợng - Bể điều hòa nồng độ

- Bể điều hòa cả lƣu lƣợng và nồng độ

Hình 2.3 Bể điều hịa. [7] 2.1.4. Bể lắng cát [8]

Nhiệm vụ: Dùng để loại những hạt cặn lớn vô cơ chứa nƣớc thải mà chủ yếu là cát. Dƣới tác động của lực trọng trƣờng, các phần tử rắn (cát, si) có tỷ trọng lớn tỷ trọng của nƣớc sẽ đƣợc lắng xuống đáy bể trong quá trình chuyển động. Bể lắng cát phải đƣợc tính tốn với vận tốc dịng chảy trong đó đủ lớn để các phân tử hữu cơ nhỏ không lắng đƣợc và đủ nhỏ để cát và tạp chất rắn vô cơ giữ lại đƣợc trong bể. Bể thƣờng đƣợc cấu tạo để giữ lại các hạt cát có đƣờng kính bằng 0,2 mm và lớn hơn. Vì vậy vận tốc dịng chảy trong bể khơng lớn hơn 0,3 m/s và không nhỏ hơn 0,15 m/s.