100 URSS Bệnh viện giường 250 URSS
2.2 Quy trình xử lý nước thả
Hệ thống thốt nước đơ thị
Hệ thống thốt nước đơ thị là hệ thống có tác dụng loại bỏ nước thải sinh hoạt từ trong nhà ra ngoài , xử lý nước thải sinh hoạt, bao gồm các thiết bị môi trường như đường ống nước truyền dẫn nước thải từ trong nhà ra đến hố thoát nước thành phố.
Thành phần của hệ thống:
● Thiết bị thu và dẫn bên trong nhà: bao gồm các thiết bị trong nhà vệ sinh, các mạng lưới đường ống nước.
● Mạng lưới đường ống thoát nước bên ngoài: là hệ thống ống cống được đặt ngầm hay lộ thiên có tác dụng dẫn nước thải bằng cách tự truyền dẫn ra các trạm xử lý nước thải hay sông hồ.
● Trạm bơm và ống dẫn áp lực: có tác dụng truyền dẫn nước thải nếu nước thải không thể tự di chuyển.
● Các cơng trình xử lý nước thải và cặn lắng.
● Cống và miệng xả nước thải vào nguồn nước: dùng để truyền dẫn nước thải từ các cơng trình xử lý xả vào nguồn nước.
Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống thốt nước hộ gia đình
Ống dẫn nước thải có một số yêu cầu kĩ thuật:
● Độ dốc lý tưởng là 2%
● Đường kính của các loại ống ứng với từng mục đích sẽ khác nhau: - Ống thốt chính > 102mm
- Thốt ngang sàn > 78mm
- Nhà tắm, chậu rửa, máy giặt > 38mm - Bồn vệ sinh > 78mm
Quy trình xử lý nước thải
● Xử lý sơ bộ
● Lắng sơ bộ
● Xử lý nước bằng phương pháp vi sinh
● Xử lý bùn
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
Xử lý sơ bộ
a) Chắn rác
Chắn rác nhằm giữ lại các vật thể lớn do dòng nước thải vận chuyển đến, dựa theo khoảng cách giữa các thanh chắn có thể chia thành 3 loại: thơ, trung bình và tinh.
Việc lựa chọn thanh chắn rác phụ thuộc vào:
● Lưu lượng nước thải
● Mức nước
● Mức độ tự động hóa mong muốn cho sự hoạt động của lưới
b) Khử cát
Đặc tính của cát lắng từ nước thải dạo động rất lớn, tuy vậy đây là loại cặn làm ráo nước tương đối dễ, sau khi làm khơ thường có độ ẩm từ 13-65%, cặn hữu cơ bay hơi chiếm từ 1-56%, tỷ trọng cát trơ đã làm sạch 2,7; khi cát trơ bị các chất hữu cơ dính bám, tỷ trọng cịn khoảng 1,3. Tỷ trọng khi đổ thành đông khoảng 1600 kg/m3. Cỡ hạt cát >0,2mm thường gây trở ngại cho các công đoạn xử lý tiếp theo, thành phần phân bố các cỡ hạt cát trong nước thải phụ thuộc vào mạng lưới công thu gom, phần lớn cát lắng trong các hố thăm và trong bể lắng cát, có kích thước khơng lọt qua sàng kích cỡ 0,15 mm.
Số lượng cát trong nước thải dao động tùy thuộc vào điều kiện địa phương, tình trạng vệ sinh mặt phố, cơ cấu thu gom và vận chuyển nước thải. Hàm lượng cát trong nước thải thu gom và vận chuyển bằng hệ thống cống chung lớn hơn trong hệ thống cống riêng biệt, số lượng cát thường dao động từ 0,0037 đến 0,22 m3 cát trong 1000m3 nước thải.
Cát lắng trong các hố thăm và bể lắng cát khi chưa rửa có thể chứa >50% cặn hữu cơ có khả năng thối rữa, nếu để lâu không được xử lý sẽ gây mùi hôi thối, là nơi sinh sản của ruồi muỗi và cơn trùng, do đó ở các nhà máy lớn thường lắp hệ thống rửa và phân loại cát, còn ở các nhà máy nhỏ, ở vùng xa thành phố thường được rắc vôi bột hoặc chế phẩm chống mùi EM (effective microoganis) trước khi đem chôn cùng với rác lấy từ song chắn và lưới chắn.
Bể khử cát có sục khí
Một dàn thiết bị phun khí đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dịng hình xoắn ốc quét đáy bể để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ. Chỉ cát và các phần tử nặng có thể lắng.
Hình 2.5 Bể khử cát có sục khí
c) Loại bỏ dầu mỡ
Trên mạng lưới thu gom của đơ thị có thể có các nhà máy cơng nghiệp xả nước thải có lẫn dầu mỡ vào mạng. Để tách lượng dầu mỡ này, phải đặt thiết bị thu dầu trước cửa xả vào cổng chung hoặc trước bể điều hịa ở nhà máy.
Có 2 phương pháp chủ yếu: dùng bể tách mỡ hoặc vi sinh.
Đây là phương pháp được sử dụng rất phổ biến để tách dầu mỡ, phương pháp này khá hiệu quả trong việc tách lớp mỡ ra khỏi nước thải.
Nguyên lý hoạt động: Nước thải nhiễm dầu mỡ sẽ chảy vào bể tách mỡ, theo nguyên lý mỡ nhẹ hơn nước sẽ nổi lên trên, thức ăn thừa và cặn bẩn sẽ lắng xuống dưới đáy bể, phần nước sạch sẽ theo ống thoát trong bể tách mỡ chảy ra bể gom.
Hình 2.6 Bể tách mỡ
Phương pháp 2: Xử lý dầu mỡ trong nước thải bằng phương pháp vi sinh
Vi sinh ăn mỡ thường được sử dụng là vi sinh EcoClean Clog Away, sản phẩm này có dạng bột, có chứa hàng tỷ vi sinh ăn mỡ, lượng vi khuẩn này sẽ hoạt hóa nhanh khi hịa tan vào nước, sản phẩm có thể hịa tan trong nước máy và thời gian bảo quản khoảng 60 ngày.
Cách sử dụng vi sinh ăn mỡ EcoClean Clog Away: vi sinh này có thể sử dụng để thơng cống hoặc xử lý mỡ trong bể tách mỡ.
Xử lý mỡ trong đường cống dẫn: lấy 1 pound (0,454kg) hịa tan thành 05 lít dung dịch vi sinh xử lý đường cống dẫn. Chỉ cần hòa tan bằng nước máy.
Xử lý mỡ trong bể tách mỡ: lấy 2 pound hịa tan thành 05 lít dung dịch vi sinh đổ vào bể tách mỡ, vi sinh ăn mỡ sẽ ăn hồn tồn lượng mỡ có trong bề, bạn không mất công sức phải vớt mỡ và cũng không lo ngại vấn đề thải bỏ lượng mỡ thừa từ quá trình vớt mỡ như phương pháp tách mỡ cơ học.
Hình 2.7 Vi sinh ăn mỡ EcoClean
Phương pháp này có các ưu điểm như:
● Hạn chế đáng kể lượng mỡ đóng khối.
● Hạn chế tối đa mùi hơi
● Khơng mất chi phí xử lý mỡ thừa, kinh tế an tồn và dễ sử dụng
● Giảm được chi phí bảo trì hệ thống
● Giảm hình thành bùn từ đáy bể.
Lắng sơ bộ
Bể lắng cho phép lưu nước thải trong thời gian nhất định nhằm giữ lại các tạp chất lắng và tạp chất nổi có trong nước thải. Q trình này chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:
● Lưu lượng nước thải
● Thời gian lắng
● Vận tốc dịng chảy
● Nhiệt độ nước thải
● Kích thước bể
● Khối lượng riêng và tải lượng của chất rắn lơ lửng. Theo cơng dụng có thể chia thành 2 loại:
● Bể lắng đợt 1: đặt trước cơng trình sinh học
● Bể lắng đợt 2: đặt sau cơng trình sinh học Theo chế độ dịng chảy có thể chia thành 3 loại:
a) Bể lắng ngang:
Nước thải đi vào vùng phân phối nước đặt ở đầu bể lắng, qua vách phân phối, nước chuyển động đều nước vào vùng lắng, thường cấu tạo dạng máng có lỗ. Bể lắng ngang thường chia làm nhiều ngăn, chiều rộng mỗi ngăn từ 3 -6m. Chiều dài khơng quy định. Khi bể có chiều dài quá lớn có thể cho nước chảy xoay chiều. Để giảm bớt diện tích bề mặt xây dựng có thể xây dựng bể lắng nhiều tầng.
- Ưu điểm: Gọn, có thể làm hố thu cặn ở đầu bể hoặc dọc thwo 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.
Hình 2.8 Bể lắng ngang
Nguyên tắc hoạt động: Nước chảy vào ống trung tâm giữa bể, đi xuống dưới vào bể lắng. Nước chuyển động theo chiều từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy bể. Nước đã lắng trong được thu vào máng vịng bố trí xung quanh thành bể và đưa sang bể lọc.
- Ưu điểm: thiết kế gọn, diện tích đất xây dựng khơng nhiều, thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn.
- Nhược điểm: hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang, chi phí xây dựng tốn kém, hiệu suất xử lý khơng cao.
Hình 2.9 Bể lắng đứng
c) Bể lắng Lamellar
Cấu tạo giống bể lắng ngang thông thường nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng Lamellar được đặt thêm các bản vách ngăn bằng thép không rỉ hoặc bằng nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng 45-600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau.
Hình 2.10 Bể lắng Lamellar
- Ưu điểm: do cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng nên bể lắng loại này hiệu quả xử lý cao hơn bể lắng ngang.
- Nhược điểm: Chi phí lắp ráp cao, phức tạp. Việc vệ sinh bể định kỳ khó khăn. Theo thời gian thì các tấm lamellar sẽ cũ, xiêu vẹo.
Xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh
Phương pháp vi sinh thực chất là phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ hịa tan hoặc vơ cơ nhờ vi sinh vật. Tùy vào bản chất cung cấp khơng khí, các phương pháp phân hủy sinh học có thể chi thành hiếu khí hoặc kị khí. Đây là phương pháp có chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp nên được áp dụng phổ biến.
1) Cơng nghệ sinh học kị khí
Cơng nghệ này sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện khơng có oxy.
Phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí:
Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2O + tế bào mới
Cần duy trì sinh khối vi sinh vật càng nhiều càng tốt và tạo tiếp xúc đủ giữa nước thải và vi sinh vật.
Q trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:
● Thủy phân
● Axit hóa
● Axetat hóa
● Metan hóa
Hình 2.11 Q trình phân hủy kị khí
Các loại cơng trình nhằm áp dụng phương pháp kị khí hiện nay có thể kể đến như hầm biogas, bể tự hoại, bể UASB v.v. trong đó phổ biến nhất là bể UASB.
Bể UASB (bể bùn kỵ khí dịng chảy ngược) được sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao.
Ưu điểm:
● Lượng hóa chất cần bổ sung ít
● Ít tiêu hao năng lượng, có thể thu hồi và tái sử dụng năng lượng từ biogas
● Lượng bùn phát sinh ít, giảm diện tích cơng trình Nhược điểm:
● Xây dựng lâu
● Bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại
● Khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động
Hình 2.12 Bể UASB
2) Cơng nghệ sinh học hiếu khí
Cơng nghệ này sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ thích hợp có trong nước thải trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục.
Cơng nghệ gồm có 3 giai đoạn:
● Oxi hóa tồn bộ chất hữu cơ có trong nước thải
● Tổng hợp để xây dựng tế bào mới
● Hô hấp nội bào
Các q trình trên có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các cơng trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều hiện tối ưu cho q trình oxy hố sinh hố nên q trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều.
Các cơng trình thường được sử dụng là: bể hiếu khí gián đoạn SBR, bể Biofor, bể Aerotank v.v.
Bể Aerotank (Bể bùn hoạt tính) là bể phản ứng sinh học được làm hiếu khí bằng cách thổi khí nén và khuấy đảo cơ học làm cho các vi sinh vật tạo thành các hạt bùn hoạt tính lơ lửng trong khắp pha lỏng
Ưu điểm: dễ xây dựng và vận hành
Xử lý bùn
Các chất rắn sau khi khử nước (làm đậm đặc) được gọi chung là bùn, chứa nhiều thành phần khác nhau và phải được thải bỏ hợp lý. Các thiết bị xử lý bùn chiếm từ 40-60% tổng chi phí xây dựng hệ thống xử lý nước thải và chi phí xử lý chiếm khoảng 50% chi phí vận hành tồn bộ hệ thống.
Xử lý bùn gồm 2 loại: sơ cấp và thứ cấp phụ thuộc vào thứ tự trước hay sau xử lý sinh học.
Hình 2.13 Xử lý bùn phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải
Các phương pháp xử lý cơ học
● Nén bùn: tăng nồng độ chất rắn của bùn và đồng thời làm giảm đi độ ẩm của bùn.
● Tách nước: bằng cách lọc ép cơ giới hoặc có thể sử dụng sân phơi bùn.
Hình 2.14 Nén bùn và tách nước
Các phương pháp xử lý hóa học
● Ổn định bùn: nhằm phân hủy phần các chất hữu cơ có thể phân hủy bằng con đường sinh học thành CO2, CH4, H2O, giảm vấn đề mùi hoặc loại trừ
sự thối rữa của bùn cặn, giảm số lượng vi khuẩn gây bệnh và giảm thể tích bùn cặn.
● Điều hịa bùn: xử lý bằng các tác nhân đơng tụ như các muối sắt, nhơm và vơi.
Nhược điểm của các phương pháp hóa học là chi phí cao, khả năng ăn mịn vật liệu tăng, thiết bị vận hành phức tạp, thêm phần lưu giữ và thiết bị định lượng. Cuối cùng, bùn được chế biến thành phân bón NPK, thiêu đốt để lấy nhiệt hoặc chon lấp các vùng trũng tạo mặt bằng xây dựng các cơng trình mới.