Sơ đồ thu gom nƣớc thải của dự án

b.1. Quy mô, công suất trạm xử lý nước thải tập trung

* Quy mơ trạm xử lý

Hình 4.4. Mạng lƣới thu gom và điểm đấu nối thoát nƣớc thải của dự án

Hệ thống ống thoát HDPE – D200 Nƣớc thải từ nhà vệ sinh (qua bể tự hoại 3 ngăn) Hệ thống thoát nƣớc trên đƣờng BTXM Nƣớc tắm giặt từ khu ký túc xá Trạm XL nƣớc thải

“Trường Cao đẳng Việt Nam – Hàn Quốc – Quảng Ngãi (Hạng mục: Nhà làm việc, nhà thực hành, ứng dụng khoa học công nghệ và các hạng mục phụ trợ)”

Theo t nh toán chƣơng 1 th tổng lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của dự án khoảng 125m3/ngày.đêm. Toàn bộ lƣợng nƣớc thải phát sinh sẽ đƣa về trạm xử lý nƣớc thải tập trung công suất 125m3/ngày.đêm để xử lý.

* Nguồn tiếp nhận:

Toàn bộ nƣớc mƣa chảy tràn và nƣớc thải sinh hoạt của trƣờng Cao đẳng Việt Nam – Hàn Quốc – Quảng Ngãi sẽ thoát về cống thốt trên tuyến đƣờng BTXM, sau đó đổ ra kênh Bàu Lăng.

b.2. Công nghệ trạm xử lý nước thải

Hình 4.5. Sơ đồ cơng nghệ trạm xử lý nƣớc thải.

Ghi chú:

ƣờng tuần hồn nƣớc, bùn ƣờng cấp khí

* Thuyết minh quy trình cơng nghệ:

Nƣớc thải từ khu tổ hợp của trƣờng sau khi qua bể tự hoại cục bộ, hòa cùng dòng nƣớc thải từ tắm, giặt… Nƣớc thải đƣợc tập trung về bể thu gom

Bể thu gom – 1: Tiếp nhận nƣớc thải của toàn bộ trƣờng, tại bể thu gom đƣợc

đặt song chắn rác thơ nhằm loại bỏ các tạp chất có k ch thƣớc lớn nhƣ bao nylon… Hoạt động: Bể thu gom đƣợc bố tr 2 bơm ch m nƣớc thải, hoạt động luân phiên và luân chuyển dòng thải đến bể tách mỡ.

Bể tách mỡ - 2: Tách dầu mỡ, váng nổi bằng phƣơng pháp trọng lực. Trong đó

dầu mỡ, váng nổi có khối lƣợng riêng nhẹ hơn nƣớc sẽ nổi lên trên và đƣợc thu gom về bể chứa bùn. Tại đây có lắp đặt máy lƣợc rác tinh nhằm tách rác, tạo thuận lợi cho quá trình xử lý tiếp theo. Rác sau khi tách đƣợc nhân viên vận hành thu gom thủ công và đƣa đi xử lý theo quy định.

Bể điều hịa – 3: Bể điều hịa có nhiệm vụ điều hòa lƣu lƣợng và n ng độ, khắc

phục các vấn đề sinh ra do sự dao động của lƣu lƣợng, để cải thiện hiệu quả hoạt động của các q trình tiếp theo.

Bể hiếu khí – 4: Xử lý tổng nitơ và phốt pho có trong nƣớc thải dƣới điều kiện

thiếu khí (dƣới sự vắng mặt của ơxy). * Q trình chuyển hóa nhƣ sau: Nitrat hóa:

Nitrat hố là một quá trình tự dƣỡng năng lƣợng cho sự phát triển của vi khuẩn đƣợc lấy từ các hợp chất ơxy hố của Nitơ, chủ yếu là Amôni. Ngƣợc với các vi sinh vật dị dƣỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO2 (dạng vô cơ) hơn là các ngu n các bon hữu cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo thành trên một đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá trình dị dƣỡng.

Quá trình Nitrat hố từ Nitơ Amơni đƣợc chia làm hai bƣớc và có liên quan tới hai loại vi sinh vật, đó là vi khuẩn Nitrosomonas và Vi khuẩn Nitrobacter. Ở giai đoạn đầu tiên amoni đƣợc chuyển thành nitrit và ở bƣớc thứ hai nitrit đƣợc chuyển thành nitrat:

G 1. NH4+

+ 1,5 O2 –> NO2- + 2H+ + H2O G 2. NO2- + 0,5 O2 –> NO3-

Q trình Nitrat hóa

Các vi khuẩn Nitrosomonas và Vi khuẩn Nitrobacter sử dụng năng lƣợng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp q trình bằng phƣơng tr nh sau:

NH4+ + 2 O2 –> NO3- + 2H+ + H2O (*)

Cùng với quá tr nh thu năng lƣợng, một số ion Amoni đƣợc đ ng hoá vận chuyển vào trong các mơ tế bào. Q trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phƣơng tr nh sau:

4CO2 + HCO3- + NH4+ + H2O –> C5H7NO2 + 5O2

C5H7NO2 tạo thành sinh khối. Tồn bộ q trình ơxy hố và phản ứng tổng hợp đƣợc thể hiện qua phản ứng sau:

NH4+ +1,83O2 +1,98 HCO3- –> 0,021 C5H7NO2 +0,98 NO3- + 1,041 H2O + 1,88 H2CO3

Lƣợng ơxy cần thiết để ơxy hố amơni thành nitrat cần 4,3 mg O2/ 1mg NH4+ . Giá trị này gần bằng với giá trị 4,57 thƣờng đƣợc sử dụng trong các công thức tính tốn thiết kế. Giá trị 4,57 đƣợc xác định từ phản ứng (*) khi mà quá trình tổng hợp sinh khối tế bào không đƣợc x t đến.

Khử nitrit và nitrat

Trong môi trƣờng thiếu ôxy các loại vi khuẩn khử nitrit và nitrat Denitrificans dạng kị khí tuỳ tiện) sẽ tách ơxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ơxy hố chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2 tạo thành trong q trình này sẽ thốt ra khỏi nƣớc.

+ Khử nitrat:

NO3– + 1,08 CH3OH + H+ –> 0,065 C5H7NO2 + 0,47 N2 + 0,76 CO2 + 2,44 H2O

+ Khử nitrit:

NO2– + 0,67 CH3OH + H+ –> 0,04 C5H7NO2 + 0,48 N2 + 0,47 CO2 + 1,7 H2O

Như vậy để khử Nitơ cơng trình xử lý nước thải cần : - iều kiện thiếu khí

- Có nitrat (NO3- ) hoặc nitrit (NO2-) - Có vi khuẩn kị khí tuỳ tiện khử nitrat; - Có ngu n cácbon hữu cơ;

- Nhiệt độ nƣớc thải không thấp.

Khử photpho

Vi khuẩn sử dụng photpho để tổng hợp thành tế bào. Khử photpho đƣợc thực hiện bằng cách lắng thành cặn để loại bỏ các tế nào chứa photpho trong quá trình sinh sản và hoạt động.

Bể MBBR – 5 (hiếu kh ): Tại bể sinh học hiếu kh MBBR, các vi sinh vật có

trong bùn hoạt t nh đƣợc cung cấp Oxy thông qua quá tr nh sục kh sẽ có nhiệm vụ xử lý các thành phần ơ nhiễm cịn lại có trong nƣớc thải bằng cách dùng những chất ô nhiễm hữu cơ này làm thức ăn và thải ra chất thải t nguy hại hơn ch nh là bùn sinh khối. Sau đó nƣớc thải sẽ đƣợc đƣa đến bể lắng sinh học.

Giải th ch chi tiết cơ chế chuyển hóa trong cơng đoạn ử lý quan

- Cơ sở lý thuyết của quá tr nh xử lý sinh học hiếu kh là sử dụng các vi sinh vật hiếu kh phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc thải bằng bùn hoạt t nh có đầy đủ oxy hịa tan ở nhiệt độ, pH… th ch hợp.

- Bùn hoạt t nh có thể đƣợc tạo thành từ nƣớc thải có huyền phù cao nhƣ nƣớc thải sinh hoạt cho đến nƣớc thải có nhiều hóa chất tổng hợp nhƣ nƣớc thải công nghiệp. Sự h nh thành bùn hoạt t nh sẽ xảy ra khi nƣớc thải có đủ các chất dinh dƣỡng cho vi khuẩn. a số các loại nƣớc thải đều có đủ dinh dƣỡng để h nh thành bùn hoạt t nh, nếu khơng ngƣời ta có thể bổ sung chất dinh dƣỡng.

- Khi bắt bắt đầu thổi kh ,Tỉ số F/M rất cao, nhƣ vậy vi sinh vật sẽ có dƣ thừa thức ăn và chúng sẽ tăng trƣởng theo pha log. Khi vi khuẩn bắt đầu tăng trƣởng thì nguyên sinh động vật cũng sẽ bắt đầu tăng trƣởng theo. Trong pha log, thì các chất hữu cơ trong nƣớc thải sẽ đƣợc loại bỏ với tốc độ tối đa hay nói cách khác đi là các

chất hữu cơ đƣợc chuyển hóa nhiều nhất thành sinh khối tế bào. Mức năng lƣợng trong hệ thống đủ lớn để giữ cho tất cả vi sinh vật lơ lửng trong hỗn dịch. Khơng thể có bơng bùn hoạt t nh đƣợc tạo thành với vi sinh vật đang tăng trƣởng trong pha log.

Khi vi sinh vật tiêu thụ quá nhiều thức ăn để tạo sinh khối mới, tỉ số F/M giảm nhanh. Khi đó vi sinh vật bắt đầu tăng trƣởng chậm lại, cả vi khuẩn và nguyên sinh động vật. Một số tế bào bắt đầu chết và bơng bùn bắt đầu tạo thành. Khi vi khuẩn có đầy đủ năng lƣợng, chúng nhanh chóng phân chia hay nói cách khác là chúng t n tại riêng rẽ để duy trì hoạt động trao đổi chất bình thƣờng. Khi năng lƣợng trong hệ thống giảm dần, ngày càng có nhiều vi khuẩn khơng có đủ năng lƣợng để vƣợt qua lực hấp dẫn giữa chúng với nhau, chúng bắt đầu kết cụm lại với nhau: 2, 3, 4… và cứ thế bông bùn nhỏ đƣợc tạo thành.

Tỉ số F/M tiếp tục giảm, vi sinh vật qua hết pha ổn định. Khi chúng bắt đầu vào pha trao đổi chất nội bào, tỉ số F/M sẽ duy tr khơng đổi trong pha này. Có thể nói, hệ thống rất ổn định trong pha trao đổi chất nội bào. Chỉ một lƣợng rất nhỏ chất dinh dƣỡng đƣợc trao đổi chất và vi sinh vật cần một năng lƣợng rất t để duy trì hoạt động sống. Dần dần vi khuẩn khơng cịn đủ năng lƣợng để lấy thức ăn xung quanh nữa và chúng bắt đầu sử dụng các chất dinh dƣỡng dự trữ trong tế bào, đặc biệt ở giai đoạn này, bơng bùn hình thành rất nhanh.

Thông thƣờng, khi pha trao đổi chất nội bào bắt đầu, các bông bùn nhỏ đƣợc tạo thành và chúng đƣợc tách ra khỏi nƣớc thải (lắng). Một lƣợng bông bùn đậm đặc đƣợc cho vào bể xử lý sẽ làm cho tỷ số F/M trong bể giảm đi và vi khuẩn sẽ nhanh chóng tăng trƣởng. Duy trì thổi khí liên tục để cho phép hệ thống ln có một lƣợng nhỏ vi sinh ở pha trao đổi chất nội bào ở mỗi chu kỳ.

Chủng loại vi sinh vật có trong bùn hoạt tính là: vi khuẩn, protozoa, rotifer, nấm men, tảo, nguyên sinh động vật… Một số hình ảnh của các loại vi sinh vật có trong bùn hoạt tính

- Q tr nh phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu kh có thể mơ tả bằng sơ đ :

(CHO)nssNS + O2 → CO2 + H2O + NH4 + H2S + tế bào VSV + … + ∆H - Trong điều kiện hiếu kh NH4 và H2S cũng bị phân hủy nhờ quá tr nh nitrat

hóa, sunfat hóa bởi vi sinh vật tự dƣỡng: NH4 + 2O2 → NO3-

+ 2H+ + H2O + ∆H

H2S + 2O2 → SO42- + 2H+ + ∆H

- Quá tr nh phân hủy các chất hữu cơ bằng vi sinh vật trong điều kiện có oxy để cho sản phẩm là CO2, H2O, NO3- và SO42-. Khi xử lý hiếu kh các chất bẩn phức tạp nhƣ protein, tinh bột, chất b o… sẽ bị thủy phân bởi các men ngoại bào cho các chất đơn giản là các axit amin, các axit b o, các axit hữu cơ, các đƣờng đơn… Các chất đơn giản này sẽ thấm qua màng tế bào và bị phân hủy tiếp tục hoặc chuyển hóa thành các vật liệu xây dựng tế bào mới bởi quá tr nh hô hấp nội bào cho sản phẩm cuối cùng là: CO2 và H2O. Cơ chế quá tr nh xử lý hiếu kh g m 3 giai đoạn:

CXHYOZ + O2→ CO2 + H2O + ∆H Tổng hợp tế bào mới đ ng hóa)

CXHYOZ + O2 enzyme tế bào vi khuẩn + CO2 + H2O + C5H7NO2 + ∆H Phân hủy nội bào dị hóa)

C5H7NO2 + 5 O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3+ ∆H

- Trong bể MBBR, việc thổi kh tạo ra điều kiện tối ƣu cho quá tr nh sinh hóa nên tốc độ và hiệu suất xử lý cao hơn so với điều kiện tự nhiên.

- Trong suốt quá tr nh oxy hóa chất hữu cơ, lƣợng oxy luôn đƣợc duy tr ở mức DO ≈ 2-3 mg/l. N ng độ bùn hoạt t nh trong bể nên đƣợc kiểm soát duy tr MLVSS = 2.500-3.500mg/l. Từ bể hiếu kh nƣớc thải đƣợc dẫn qua bể lắng sinh học.

- Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá tr nh xử lý sinh học hiếu kh là: Nhiệt độ, pH, lƣợng oxy hòa tan, tỷ lệ chất dinh dƣỡng, các độc tố…

+ Nhiệt độ của nƣớc thải là một trong những thông số quan trọng v trong quá tr nh sinh học nhiệt độ ảnh hƣởng đến đời sống của thủy sinh vật, đến sự hòa tan của oxy trong nƣớc. Nhiệt độ cịn là một thơng số công nghệ quan trọng liên quan đến quá tr nh lắng của hạt cặn. Nhiệt độ còn ảnh hƣởng đến độ nhớt của chất lỏng. Do đó, liên quan đến lực cản của quá tr nh lắng.

+ Oxy hòa tan DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá tr nh xử lý sinh học hiếu kh . Lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc thải ban đầu dẫn vào trạm nƣớc thải thƣờng bằng không hoặc rất nhỏ. Trong khi đó, đối với các cơng tr nh xử lý sinh học hiếu kh th lƣợng oxy hóa hịa tan khơng nhỏ hơn 2 mg/l.

Bể lắng – 6: Có nhiệm vụ tách các bơng bùn sinh học có trong nƣớc thải làm trong nƣớc thải hơn dƣới tác dụng của lắng trọng lực và thời gian lắng lớn. Các cặn cũng nhƣ bùn sinh học sẽ lắng xuống đáy bể, một phần bùn hoạt t nh đƣợc bơm h i lƣu trở lại bể Anoxic để đảm bảo n ng độ bùn và lƣợng bùn dƣ còn lại đƣợc bơm về bể chứa bùn. Nƣớc sau lắng tiếp tục qua bể khử trùng.

Bể khử trùng – 7: Tại đây, hóa chất khử trùng javen/chlorine sẽ đƣợc châm vào bể để loại bỏ các vi sinh vật, vi khuẩn gây bệnh t n tại trong nƣớc thải, nƣớc thải đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột B trƣớc khi đƣợc xả ra môi trƣờng.

Bể chứa bùn - 8: Bùn thải từ bể sinh học sẽ đƣợc chứa trong bể chứa bùn. Bể

chứa bùn có tác dụng lƣu trữ bùn và giảm thể t ch bùn và đƣợc thải bỏ định kỳ theo đúng quy định.

Tháp xử lý mùi -TXLM:

Hệ thống xử lý nƣớc thải trong quá trình vận hành, dƣới sự khuấy trộn và khuyết tán khơng khí sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ. Sản phẩm chính tùy từng giai đoạn có thể phát sinh các chất khí gây mùi hơi nhƣ: H2S, SOx, NOx, và khí hữu cơ nhƣ mercaptans,... Các khí này sẽ theo lƣợng khí sục vào bể nƣớc thải, đặc biệt tại các vị trí Bể điều hịa, Bể sinh học hiếu khí thốt ra ngồi. N ng độ của các khí này tuy rất khó xác định do sự biến thiên theo n ng độ các hợp chất đầu vào, nhƣng nhìn chung đều có thể giảm thiểu thơng qua việc sử dụng tháp khử mùi. Quy trình vận hành: Tháp hấp phụ mùi hoạt động theo nguyên tắc hấp phụ khí thải. Lƣợng khí gây mùi sinh ra đƣợc quạt hút dẫn vào tháp hấp phụ. Khi khí thải đi qua lớp vật liệu bằng

than hoạt tính thì nó sẽ bị giữ lại trong các lỗ rỗng trên bề mặt than hoạt tính. Khí sạch theo ống dẫn khí thốt ra mơi trƣờng. Vật liệu hấp phụ sau khi bảo hịa sẽ đƣợc thải bỏ định kỳ. Cặn lắng phía dƣới tháp sẽ đƣợc lấy lấy ra và đƣa đi xử lý theo quy định.

* Trách nhiệm vận hành trạm xử lý nước thải

Hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung của dự án hoạt động với công suất 125m3/ngày.đêm. Chủ đầu tƣ sẽ làm việc với nhà trƣờng để thống nhất các phƣơng án về quản lý vận hành trạm xử lý nƣớc thải. Bảng 4.32 Thống k ch thƣớc của từng bể xử lý nƣớc thải

Kết quả quan trắc nƣớc mặt

Mức ồn trên thực tế