Nước thải sinh hoạt là lượng nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của cộng đồng như tắm rửa, giặt giũ, tây rửa, vệ sinh cá nhân,..chúng thường
được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư và các công trình công cộng khác.
— Nguồn phát sinh nước thai:
+ Nước thải từ nhà vệ sinh (đã qua ham tự hoại).
+ Nước thải từ nhu cầu tắm rửa, sinh hoạt của người dân + Nước thải từ nhà bếp, căn tin.
2.2.2. Thành phan và tính chat của nước thải sinh hoạt
— Nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
+ Nước thải đen: Nước thải nhiễm ban do chat bài tiết của con người từ các phòng
vệ sinh
+ Nước thải xám: Nước thải nhiễm ban do chất thải sinh hoạt như cặn bã từ nhà
bêp, các chât rửa trôi, kê cả làm vệ sinh sản nhà...
Đặc tính và thành phần tính chất nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh nước thải này đều giống nhau, chủ yếu là chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loại carbonhydrate, protein, lipid là các chất dé bị vi sinh vật phân hủy. Ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Các thành phần chủ yếu trong nước thải sinh hoạt là SS, BOD, COD, Nito, Photpho, dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt.
+ Thành phần của nước thải sinh hoạt
= Thành phan vật lý
- Theo trạng thái vật lý, các chất ban trong nước thải được chia thành:
SVTH: Huỳnh Thị Diệu lãi MSSV: 18127012
+ Các chất không hòa tan ở dang lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4 mm, có thé ở dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải,...
+ Các tạp chat ban dạng keo với kích thước hạt trong khoảng 10~* — 107 mm + Các chat ban dạng hòa tan có kích thước nhỏ hơn 107* mm, có thể ở dạng phân
tử hoặc phân ly thành ion.
= Thành phần hóa học
- Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50% — 60% tổng các chất. Các chất hữu cơ này bao gồm chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vât, rau, hoa quả, giấy và các chất hữu cơ: chất thải bài tiết của con người. Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tinh hóa học gồm chủ yếu là protein (chiếm 40 — 60%), hydrocacbon (chiếm 25 — 50%), dầu mỡ (10%), Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước thải. Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác định thông qua chỉ tiêu BOD, COD. Bên cạnh các chất trên, nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tông hợp:
các chất hoạt động bề mặt mà điển hình là chất tây tổng hợp (Alkyl benzen sunfonat — ABS) rất khó xử lý bằng phương pháp sinh học và gây nên hiện tượng sui bọt trong các trạm xử lý nước thai và trên mặt nước nguồn — nơi tiếp nhận
nước thải.
- Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 — 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, các axit, bazơ vô cơ,.... Nước thai chứa các hop chất hóa học dạng vô cơ như sắt, magié, canxi, silic, nhiều chất hữu co sinh học như phân, nước tiểu và các chất thải khác như: cát, sét, đầu mỡ. Nước thải vừa xả ra thường có tính kiềm, nhưng dan dan trở nên có tính axit vì thối rửa.
= Thành phan vi sinh
— Nước thải sinh hoạt chứa vô số sinh vật, chủ yếu là vi sinh với số lượng từ 10°
— 105 tế bào. Nguồn nước chủ yếu đưa vi sinh vào nước thải là phân, nước tiêu và đất cát.
—_ Vị sinh trong nước thải được phân biệt theo hình dạng. Vi sinh xử lý nước thai
có thé phân thành ba nhóm: vi khuẩn, nam và nguyên sinh động vật.
SVTH: Huỳnh Thị Diệu 12 MSSV: 18127012
2.2.3. Tác hại của nước thải sinh hoạt đến môi trường và con người
* Ô nhiễm nguồn nước, đất, không khí
Do nước thải sinh hoạt lưu lượng hang ngày tương đối cao, các thông số chat 6 nhiễm lớn, khi thải vào nguồn tiếp nhận làm tăng lưu lượng, thay đổi tính chất nguồn tiếp nhận, các chỉ tiêu ô nhiễm vượt mức quy định. Nước thải thấm xuống đất đi vào các tầng nước ngầm gây ô nhiễm cho các mạch nước ngầm. Do đó ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt của người dân sống nhờ vào nguồn nước ngầm đó.
COD, BOD, : Ôn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu nước ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân hủy yếm khí sẽ sinh ra các sản phẩm H;S, NH3, CHạ,... làm cho nước có mùi hôi, thối,
làm giảm pH của môi trường.
SS: Gây lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây ra điều kiện yếm khí.
Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền từ đường nước như tiêu chảy,
ngộ độc thức ăn, vàng da,...
Tổng N và P: Gây ra sự phú nhưỡng trong nước
Dau mỡ: Tạo thành bọt trôi nỗi gây mat thâm mỹ của nguồn nước tự nhiên, gây mùi, ngăn khuếch tán oxy trên bề mặt.
Màu: Gây mất mỹ quan nguồn nước.
% Tác hại đến con người:
Nước thải sinh hoạt là nguồn nước chứa nhiều loại vi khuẩn, vi sinh vật có hại, khi chúng không được xử lý thải vào môi trường sẽ là nguồn gây bệnh cho con người và động vật. Làm thay đổi tính chất đặc trưng nguồn tiếp nhận ảnh hưởng đến nuôi trồng đánh bắt thủy hải sản. Hiện tượng phú dưỡng làm nông cạn ao hồ, hủy hoại sinh thái. Ảnh hưởng đến nguồn nước mặt nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt của khu vực xung quanh. Tạo nên váng dầu nỗi trên bề mặt lam thay đôi màu nước nguồn tiếp nhận, ô nhiễm không khí gây mat cảnh quan khu vực. Ngoài ra một sé nguyén tố kim loại độc hại, chất độc hóa học sẽ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến con người và động vật.
SVTH: Huỳnh Thị Diệu 13 MSSV: 18127012
2.2.4. Phương pháp xử lý nước thai sinh hoạt 2.2.4.1. Phương pháp xử lý cơ học
-_ Xử lý cơ học gồm những quá trình mà khi nước thải di qua quá trình đó sé không thay đồi tính chất hóa học và sinh học của nó. Xử lý cơ học nhằm tách các chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải, cặn có kích thước lớn loại bỏ bằng song chan rac.
Can vô co (cát, sạn, mảnh kim loại...) được tách ra khi qua bề lắng cát. Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước tiếp theo và là bước ban đầu cho xử lý sinh học.
- Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thé loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD.
% Song chắn rác:
Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động 6n định. Đồng thời tránh tắc nghẽn đường ông, mương dẫn.
+ Bé lắng cát:
Đặt sau song chắn rác, lưới chắn rác và đặt trước bề điều hòa, trước bé lắng iP Nhiệm vụ của bé lắng cat là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng,... dé bảo vệ các thiết bị cơ khí dé bi mài mòn, giảm
cặn nặng ở các công trình xử lý sau.
+ Bé tách dầu
Bé tách dầu dùng dé tách và thu các loại mỡ động thực vật, các loại dầu có trong nước thải. Bề tach mỡ thường được xây bang gạch, bê tông cốt thép, nhựa composite.
Bề tách dầu mỡ của nước thải sinh hoạt được thiết kế nhiều ngăn, để có thể giữ lại các váng dầu mỡ nồi trên bề mặt.
+ Bế điều hòa
Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trình công cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đôi theo thời gian phụ thuộc
vào các điêu kiện hoạt động của các đôi tượng thoát nước này. Sự dao động về lưu lượng
SVTH: Huỳnh Thị Diệu 14 MSSV: 18127012
nước thải, thành phần và nồng độ chất bân trong đó sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả làm sạch nước thải. Trong quá trình lọc cần phải điều hoà lưu lượng dòng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều hoà lưu lượng.
Bề điều hoà làm tăng hiệu qua của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu co, giảm được diện tích xây dựng của bề sinh học. Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý
sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hoà ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật.
+ Bé lắng
Bê lang dùng dé tách các chất không tan ở dang lo lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực. Các bé lắng có thé bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thé loại bỏ đến 90 — 95% lượng cặn có trong nước thải. Vì vậy, đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bé trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh hoc.
2.2.4.2. Phương pháp xử lý hóa lý
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học dé tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan không gây độc hại hoặc ô nhiễm môi trường . Các công trình tiêu biểu của việc áp dung phương pháp hóa học bao gồm:
+ Bế keo tụ, tạo bông:
Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (10~7 — 10~8 cm). Các chất này tồn tại ở dang phân tán và không thé loại bỏ bang quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Dé tăng hiệu qua lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer,... Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn.
* Khử trùng
Quá trình khử trùng thường là khâu cuối cùng trong quy trình công nghệ xử lý nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, nhằm loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Các hóa chất khử trùng thường sử dụng là: chlorine, ozone...
SVTH: Huỳnh Thị Diệu 15 MSSV: 18127012
2.2.4.3. Phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp sinh học được ứng dụng đề xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ: H2S, sunfide, amoni... dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Quá trình nay xảy ra trong điều kiện hiếu khí, thiếu khí hoặc kị khí.
+ BếAnoxic:
- Trong bể Anoxic được trang bị máy khuấy chìm với nhiệm vụ khuấy trộn dòng nước liên tục với một tốc độ ôn định nhằm tạo ra môi trường thiếu oxy, giúp vi sinh vật thiếu khí phát triển.
- Nitrat (NO3) sản phẩm cuối cùng của quá trình oxi hóa amoni chưa được xem là bền vững và còn gây độc hại cho môi trường nên cần được tiếp tục chuyên hóa về dạng khí nitơ.
— Vi sinh vật thực hiện quá trình khử nitrat có tên chung là Denitrifier. Phần lớn
loại vi sinh trên thuộc loại tùy nghi nghĩa là chúng sử dụng oxi hoặc nitrit, nitrat
làm chất oxi hóa để sản xuất năng lượng.
— Các chất hữu cơ mà vi sinh Denitrifier có thé sử dụng khá đa dạng: từ nguồn nước thải, các hợp chất hóa học đưa từ ngoài vào (etanol, đường glucose, mật ri đường....) hoặc các chất hữu cơ hình thành từ phân hủy nội sinh.
+ Bé Aerotank:
— Bề Aerotank hay còn gọi là bể sinh học hiếu khí. Nước thải chảy qua doc theo chiều dai và được sục khí. Nhằm bổ sung oxy hòa tan, góp phan lớn tăng cường độ oxy hóa chat ban hữu cơ có trong nước. Và cung cấp nguồn oxy cần thiết dé nuôi sống những vi sinh hữu ích trong bể.
- Điều kiện tối thiểu cần có:
+ Giữ được số lượng vi sinh ồn định trong bể.
+ Luôn tạo được điều kiện dé VSV liên tục sinh trưởng ở giai đoạn (bùn trẻ).
+ Nông độ oxy cần hòa tan cần duy trì 2 - 3 g/m? dé có thé cung cấp đủ cho VSV.
- Trong bể Aerotank xảy ra quá trình oxy hóa amoni với tác nhân oxy hóa là oxy phan tử còn có tên gọi là nitrat hóa, được hai loại vi sinh thực hiện kế tiếp nhau:
+ Chuyên hóa amoni thành nitrit bởi vi khuẩn nitrosomonas:
SVTH: Huỳnh Thị Diệu 16 MSSV: 18127012
Nitrosomonas
NH‡+ 1,50, ————> NO; +2H*+H,0 + Chuyên hóa nitrit thành nitrat bởi vi khuẩn nitrobacter:
Nitrobacter
NOz +0,50, ———— _ NO3
+ Tổng hợp 2 phương trình phan ứng trên ta có:
NH7j +20; — NO; +2 H† + H;O
Nitrosomonas và Nitrobacter thuộc loại vi sinh vật tự dưỡng, chúng sử dụng nguồn cacbon vô cơ (chủ yếu là HCOs và CO;) cùng với các chất dinh dưỡng (N, P) dé xây dựng tế bảo.
+ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
- Sử dụng các giá thé cho vi sinh dính bam dé sinh trưởng và phát trién. Về nguyên ly công nghệ này là quá trình xử lý sinh học kết hợp sử dụng giá thé có tỉ trọng nhẹ hơn nước đảm bảo điều kiện lơ lửng. Các giá thể này luôn chuyền động không ngừng trong toàn thê tích bê nhờ vào thiết bị thối khí qua đó thì mật độ VSV ngày
cảng tăng làm cho hiệu quả xử lý càng cao.
— Đóng vai trò không thé thiếu trong quá trình xử lý này là các giá thé di động có lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt. Những giá thể này được thiết kế sao cho diện tích bề mặt hiệu dụng lớn dé lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt của giá thê và tạo điều kiện tối ưu cho hoạt động của VSV khi những giá thể này lơ lửng
trong nước.
— Tất cả các giá thé có tỷ trọng nhẹ hơn so với tỷ trong của nước, tuy nhiên mỗi loại giá thể có tỷ trọng khác nhau. Dé giá thể có thé chuyên động lơ lửng ở trong bể thì mật độ giá thé chiếm từ 25 + 50% thể tích bể (Metcalf & Eddy, (4°
Edition), Wastewater Engineering — Treatment and Reuse). Trong mỗi quá trình xử ly bang màng sinh học thi sự khuyéch tán của chất dinh dưỡng (chat 6 nhiễm) ở trong và ngoài lớp màng là yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý, vì vậy chiều dày hiệu qua của lớp màng cũng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.
SVTH: Huỳnh Thị Diệu 17 MSSV: 18127012
- Bê MBBR có mật độ vi sinh cao so với bể thôi khí thông thường, mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thé tích cao hon, do đó thé tích bể xử lý nhỏ hơn tiết kiệm diện tích xây dựng và hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao hơn.
- Lượng bùn sinh ra ít hơn so với công nghệ hiếu khí truyền thống, ít bị nghẹt bùn trong khoảng thời gian dài hoạt động. Bề dễ vận hành không yêu cầu người có trình độ chuyên môn cao và dé nâng cấp khi cần thiết.
- Gia trị hiệu suất xử lý trung bình trong bé cao: N — NHỷ: 95%; tổng photpho:
70%, hiệu suất xử lý BOD; của bề MBBR 85%, 3
* Công nghệ MBR:
- MBR (Membrane Bio Reactor) là công nghệ xử lý mới với sự kết hợp giữa công nghệ màng lọc với công nghệ xử lý nước thải theo phương pháp sinh học hiếu khí. Công nghệ MBR sử dụng các màng lọc đặt ngập trong bề xử lý sinh học hiếu
khí. Nước thải được xử lý bởi các bùn sinh học và bùn này sẽ được giữ lại bởi
quá trình lọc qua màng. Vì thế nâng cao hiệu quả khử cặn lơ lửng trong nước sau xử lý. Hàm lượng cặn lơ lửng bên trong bề sinh học sẽ gia tăng nhanh chóng làm cho khả năng phân huỷ sinh học các chất ô nhiễm trong nước thải đầu vào cũng
tăng theo. Ngoài ra, nước thải sau xử lý còn loại bỏ cặn lơ lửng và có độ trong
suốt cao.
- Câu tạo của màng MBR là các sợi rỗng hoặc dang tam phang với kích thước lỗ màng là 0,1 — 0,4 um, màng chi cho nước sạch đi qua, còn các chat rắn lơ lửng, hạt keo, vi khuẩn, một số virus và các phân tử hữu cơ kích thước lớn ... sẽ được giữ lại trên bề mặt màng. Nước sạch sẽ theo đường ống thoát ra ngoài nhờ hệ thống bơm hút. Bên cạnh đó, máy thôi khí sẽ cấp khí liên tục, nhằm cung cấp khí cho hệ vi sinh hoạt động và tạo áp lực lên thành sợi màng thối bung các cặn bùn bám trên thân màng, đảm bảo màng sẽ không bị nghẹt trong suốt quá trình hoạt động. Dé tránh tắc nghẽn màng, người ta thời lắp đặt hệ thống tự động CIP dé rửa màng hoặc rửa màng bằng cách thủ công, nhằm nâng cao hiệu quả lọc và bảo
vệ màng lọc có tuôi thọ cao hơn.
SVTH: Huỳnh Thị Diệu 18 MSSV: 18127012