Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu du lịch Bình Quới 1 công suất 80m3 ngày.đêm

Lời cảm ơn
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - I -
LỜI CẢM ƠN
 
Lời cảm ơn đầu tiên xin gửi đến tất cả quý thầy, cô trong Khoa Môi Trường –
Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ đã chỉ dạy, truyền đạt cho em nhiều kiến thức
bổ ích trong công việc và cuộc sống, giúp đỡ và tạo điều kiện cho em học tập suốt
hơn bốn năm qua.
Xin gửi lời cảm ơn đến thầy Thạc sỹ LÂM VĨNH SƠN đã tận tình hướng dẫn, quan
tâm và chỉ dạy cho em trong suốt quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp.
Xin gửi lời cảm ơn đến cô chú, anh chò trong khu du lòch Bình Qùi I, đặc biệt là
chú TRƯƠNG BỔN, anh ĐỖ MINH ĐỨC đã giúp đỡ nhiệt tình và cung cấp các
thông tin, tài liệu để em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này.
Và cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn khoa Môi trường – Khóa 2002
đã cùng tôi đồng hành trong suốt quãng đời sinh viên, động viên và giúp đỡ về mọi
mặt trong thời gian học tập chung.
Trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp này sẽ không tránh khỏi những sai sót,
em rất cảm ơn những nhận xét, đóng góp ý kiến của các thầy, cô để đề tài của em sẽ
được hoàn thiện với chất lượng tốt hơn.
TP. HCM, tháng 12 năm 2006
Sinh viên thực hiện

PHẠM THỊ NGỌC TRANG
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - II -
MỤC LỤC
Lời mở đầu 1
CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 2
1.1 Lý do chọn đề tài 3
1.2 Mục tiêu của đề tài 3
1.3 Nội dung nghiên cứu 4
1.4 Phương pháp nghiên cứu 4
1.5 Giới hạn đề tài 5
CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SINH HOẠT QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ 6
2.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 7
2.2 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa và nhỏ 8
2.2.1 Mức độ xử lý nước thải 8
2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 9
2.2.2.1 Thiết bò chắn rác 9
2.2.2.2 Bể thu và tách dầu mỡ 9
2.2.2.3 Bể điều hoà 11
2.2.2.4 Bể lắng nước thải 11
2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kò khí 11
2.2.3.1 Bể tự hoại 12
2.2.3.2 Bể lắng hai vỏ (bể lắng Imhoff) 12
2.2.3.3 Bể lắng trong kết hợp ngăn lên men 12
2.2.3.4 Bể lọc kò khí 13
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - III -
2.2.3.5 Bể lọc ngược qua tầng bùn kỵ khí (UASB) 13
2.2.4 Xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên 14
2.2.4.1 Cánh đồng lọc, cánh đồng tưới 14
2.2.4.2 Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối 14
2.2.4.3 Hồ sinh vật 15
2.2.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí 16
2.2.5.1 Xử lý bằng phương pháp sinh học dính bám 16
2.2.5.2 Xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính 18
2.2.5.3 Khử- các chất dinh dưỡng (N,P) và ổn đònh bùn bằng phương pháp
hiếu khí kết hợp 21
2.2.6 Phương pháp xử lý bùn cặn 22
2.2.7 Phương pháp khử trùng nước thải 23


CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ KHU DU LỊCH BÌNH QÙI I VÀ HIỆN
TRẠNG MÔI TRƯỜNG 25
3.1 Giới thiệu về khu du lòch Bình Qùi 1 26
3.1.1 Vò trí đòa lý 26
3.1.2 Tình hình hoạt động du lòch 26
3.2 Hiện trạng môi trường tại khu du lòch Bình Qùi 1 27
3.2.1 Hiện trạng rác thải 27
3.2.2 Hiện trạng nước thải 30
3.2.3 Hiện trạng môi trường không khí 31
3.2.3.1 Tiếng ồn 31
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - IV -
3.2.3.2 Khói thải, chất lượng không khí xung quanh 32
3.2.3.3 Phát thải nhiệt 33
3.2.3.4 Mùi 34
3.2.3.5 Độ rung 35
3.2.4 Hiện trạng môi trường đất 35
3.2.5 Hiện trạng sử dụng năng lượng 36
3.2.6 Hiện trạng sử dụng tài nguyên khác 36
CHƯƠNG 4 THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 37
4.1 Cơ sở lý thuyết 38
4.1.1 Nguyên tắc của phương pháp hiếu khí 38
4.1.2 Giới thiệu về bùn hoạt tính và quá trình bùn hoạt tính 38
4.1.3 Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính 39
4.1.4 Cơ chế của quá trình phân hủy các chất trong tế bào 40
4.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình bùn hoạt tính 41
4.1.6 Nguyên nhân, hậu quả, sự cố vận hành quá trình bùn hoạt tính 43
4.1.7 Sự phân giải các chất hữu cơ ở quá trình xử lý sinh học hiếu khí 44
4.2 Nghiên cứu mô hình thí nghiệm xử lý nước thải sinh hoạt bằng công
nghệ Bùn Hoạt Tính 45
4.2.1 Các bước chuẩn bò 45
4.2.2 Các thiết bò và vật liệu nghiên cứu 46
4.2.3 Tiến hành thí nghiệm 46
4.3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 51
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - V -
4.3.1 Thí nghiệm 1: Xác đònh các thông số bùn 51
4.3.2 Thí nghiệm 2: Chạy giai đoạn thích nghi 51
4.3.3 Thí nghiệm 3: Chạy mô hình tónh 52
4.3.4 Thí nghiệm 4: mô hình động và xác đònh các thông số động học 57
4.3.5 Xác đònh các thông số động học 60
CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
KHU DU LỊCH BÌNH QÙI I 63
5.1 Cơ sở thiết kế và các yêu cầu xử lý nước thải 64
5.1.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý 64
5.1.2 Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp 65
5.1.2.1 Sự cần thiết của việc xử lý nước thải 65
5.1.2.2 Đề xuất phương án xử lý nước thải 65
5.2 Tính toán các công trình 69
5.2.1 Song chắn rác 69
5.2.1.1 Chức năng 69
5.2.1.2 Tính toán 69
5.2.2 Hầm tiếp nhận 73
5.2.2.1 Chức năng 73
5.2.2.2 Tính toán 73
5.2.3 Bể tách mỡ 74
5.2.3.1 Chức năng 74
5.2.3.2 Tính toán 74
5.2.4 Bể điều hòa 76
5.2.4.1 Chức năng 76
5.2.4.2 Tính toán 76
5.2.5 Bể Aeroten làm thoáng kéo dài 80
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - VI -
5.2.5.1 Chức năng 80
5.2.5.2 Tính toán 80
5.2.6 Bể lắng II 87
5.2.6.1 Chức năng 87
5.2.6.2 Tính toán 87
5.2.7 Bể khử trùng 90
5.2.7.1 Chức năng 90
5.2.7.2 Tính toán 91
5.2.8 Bể nén bùn 93
5.2.8.1 Chức năng 93
5.2.8.2 Tính toán 93
CHƯƠNG 6 DỰ TOÁN GIÁ THÀNH 95
6.1 Tính toán vốn đầu tư 96
6.1.1 Vốn đầu tư xây dựng 96
6.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bò 96
6.2 Tính toán chi phí quản lý và vận hành 97
6.2.1 Chi phí nhân công 97
6.2.2 Chi phí điện năng 97
6.2.3 Chi phí hóa chất 97
6.2.4 Tổng chi phí quản lý và vận hành 98
6.3 Giá thành 1m
3
nước thải 98
CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 99
7.1 Kết Luận 100
7.2 Kiến nghò 102
Chương 1: Mở Đầu
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 2 -
Chương
MỞ ĐẦU
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1.2 MỤC TIÊUCỦA ĐỀ TÀI
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.5
PHẠM VI
NGHIÊN CỨU
Chương 1: Mở Đầu
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 3 -
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Sông Sài Gòn là một nhánh sông lớn thuộc hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai, có
nhiệm vụ cung cấp nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của hàng ngàn người
dân sống trong lưu vực. Ngoài ra, còn cung cấp nguồn nước quan trọng cho nhà
máy xử lý nước cấp Thủ Đức cấp nước cho cả thành phố Hồ Chí Minh và các khu
vực lân cận. Vì vậy, bảo vệ nguồn nước sông Sài Gòn là một việc làm hết sức thiết
thực.
Khu du lòch Bình Qùi I không những được người dân thành phố mà còn cả du
khách nước ngoài biết đến với cảnh quan thiên nhiên thơ mộng, thoáng mát bên
bờ sông Sài Gòn, với nhiều chương trình, lễ hội, ẩm thực … mang đậm tính dân
gian Nam Bộ. Chính vì vậy, hàng ngày nơi đây đã đón một số lượng lớn khách du
lòch trong và ngoài nước, lượng nước thải theo đó cũng phát sinh với lưu lượng lớn,
chủ yếu là dầu mỡ động thực vật, nước thải có hàm lượng hữu cơ cao: BOD
5
=
500(mg/l), SS= 220(mg/l), vượt quá tiêu chuẩn cho phép nước thải sinh hoạt 6772
– 2000 loại II: 16 lần. Tuy nhiên, nước thải từ nhà hàng và khu vực ẩm thực lại xả
thẳng xuống ao và thải thẳng ra sông Sài Gòn mà không qua bất cứ quá trình xử lý
nào(chỉ có bể tách mỡ), làm ảnh hưởng rất lớn đến cảnh quan môi trường xung
quanh khu du lòch (ao hồ bò hiện tượng phú dưỡng hoá) và chất lượng nguồn nước
mặt sông Sài Gòn. Vì vậy, xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu du lòch Bình
Qùi I là điều rất thiết thực hiện nay.
Đề tài “Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Khu Du Lòch Bình
Qùi I Công Suất 80 m
3
/ngày đêm” là hết sức cần thiết hiện nay nhằm giải
quyết những mặt tồn tại trên và đáp ứng với tiêu chí “cải tiến liên tục” của hệ
thống Quản Lý Chất Lượng Môi Trường ISO 14001 mà khu du lòch đã và đang áp
dụng thực hiện.
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Chương 1: Mở Đầu
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 4 -
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu du lòch Bình
Qùi I để nu7o1c thải đầu ra đạt mức II theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6772 –
2000, nhằm góp phần hạn chế ô nhiễm nguồn nước mặt sông Sài Gòn, cải thiện
chất lượng môi trường nước và vẻ mỹ quan của khu du lòch.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung của đề tài gồm:
 Nghiên cứu thí nghiệm mô hình bùn hoạt tính xử lý nước thải của khu du lòch
Bình Qùi để từ đó xác đònh các thông số động học phục vụ tính toán thiết kế.
 Đề xuất phương án xử lý nước thải phù hợp cho khu du lòch.
 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải theo công nghệ đã đề xuất.
 Dự toán giá thành cho công trình.
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài đã sử dụng những phương pháp sau:
 Phương pháp điều tra khảo sát: tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý,
hoá, sinh của nước thải đầu vào.
 Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng ở quy mô phòng thí nghiệm, vận
hành mô hình để xử lý nước thải.
 Phương pháp phân tích: các thông số được phân tích theo phương pháp chuẩn
(APHA, AWWA, TCVN 2000 và Standard Methods). Các thông số đo và
phương pháp phân tích được trình bày trong bảng sau.
Bảng 1.1: Các thông số và phương pháp phân tích
Thông số Phương pháp phân tích
pH pH kế
COD Phương pháp đun kín (K
2
Cr
2
O
7
Closed flux)
Chương 1: Mở Đầu
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 5 -
MLSS Lọc, sấy 105
0
C, cân phân tích
Nitơ tổng Phương pháp chưng cất Kjieldahl.
Photpho tổng
Phương pháp SnCl
2
cho Orthophosphate, so
màu bằng máy quang phổ kế hấp thu
(Spectrophotometer).
 Phương pháp xử lý số liệu:
 Các số liệu được thể hiện trên các bảng, biểu.
 Số liệu được quản lý và xử lý bằng chương trình Microsoft Excel/
Microsoft Office 2003.
 Văn bản soạn thảo được sử dụng trên chương trình Microsoft Word/
Microsoft Office 2003.
 Các bản vẽ được thiết kế trên chương trình AutoCAD 2004.
1.5 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
 Đề tài được thực hiện ở khu du lòch Bình Qùi I.
 Đồ án tập trung chủ yếu vào xử lý nước thải sinh hoạt nên các vấn đề
môi trường khác sẽ được nêu tổng quát mà không đi sâu.
 Mô hình được sử dụng trong đồ án tập trung chủ yếu vào quá trình xử lý
nước thải sinh hoạt bằng công nghệ bùn hoạt tính dưới dạng mô phỏng
có kích thước nhỏ. Quá trình bùn hoạt tính chỉ nghiên cứu qua các chỉ
tiêu pH, SS (MLSS) và COD chứ không có điều kiện làm với MLVSS,
DO và BOD
5
.
 Nguồn nước thải thu thập phục vụ cho việc chạy mô hình thí nghiệm sẽ
được lấy tại đầu ra của bể tách mỡ trong khu vực nhà bếp nhà hàng Hoa
Mua thuộc khu du lòch Bình Qùi I.
 Các chỉ tiêu về nước thải được phân tích: pH, MLSS, COD, Nitơ tổng,
Photpho tổng.
 Thời gian thực hiện: 12 tuần, từ 4/10 đến 27/12 năm 2006.
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 6 -
Chương
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT QUY
MÔ VỪA VÀ NHỎ
2.1 NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI SINH HOẠT
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SINH HOẠT QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 7 -
2.1 NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI SINH HOẠT
NTSH phát sinh từ các hoạt động sống hằng ngày của con người như tắm, rửa, bài
tiết, chế biến thức ăn…Ở Việt Nam, lượng nước thải này trung bình 100
l/người/ngày. NTSH được thu gom từ các khu dân cư, cơ sở kinh doanh, cơ quan,
khu du lòch.
BOD và chất rắn lơ lửng là 2 thông số quan trọng nhất được sử dụng để xác đònh
đặc tính của NTSH. Quá trình xử lý bằng lắng đọng ban đầu có thể giảm được
khoảng 50% chất rắn lơ lửng và 35% BOD.
Bảng 2.1: Thành phần tương đối của nước thải sinh hoạt bình thường
Thành phần nước thải Trước khi
lắng đọng
Sau khi
lắng đọng
Sau xử lý
sinh học
Tổng lượng chất rắn
Chất rắn không ổn đònh
Chất rắn lơ lửng
Chất rắn lơ lửng không ổn đònh
BOD
Amoniac
Tổng Nitơ
Tổng Phốt pho
Phốt pho hoà tan
800
440
240
180
200
15
35
10
7
680
340
120
100
130
15
30
9
7
530
220
30
20
30
24
26
8
7
(Nguồn: Metalf và Eddy, 1991)
Để tiện cho việc lựa chọn phương pháp, dây chuyền công nghệ và tính toán thiết
kế các công trình XLNT, nước thải sinh hoạt được phân loại theo các tiêu chụẩn
sau:
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 8 -
 Nước thải không chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bò vệ
sinh như bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt. Loại nước thải này chủ yếu chứa
chất lơ lửng, các chất tẩy giặt và thường gọi là “nước xám”. Nồng độ chất
hữu cơ trong nước thải này thấp và thường khó phân huỷ sinh học, trong nước
thải có nhiều hợp chất vô cơ.
 Nước thải chứa phân, nước tiểu từ các khu vệ sinh còn gọi là “nước đen”.
Trong nước thải tồn tại các vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hôi thối. Hàm
lượng các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng như N, P cao, các loại nước thải
này thường gây nguy hại đến sức khoẻ và dễ làm nhiễm bẩn nguồn nước mặt.
Nước thải nhà bếp chứa dầu mỡ và phế thải thực phẩm nhà bếp. Loại nước
thải này có hàm lượng lớn các chất hữu cơ(COD, BOD) và các chất dinh
dưỡng khác(N, P). Các chất bẩn trong nước thải này dễ tạo ra khí sinh học và
dễ sử dụng làm phân bón.
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT QUY MÔ VỪA
VÀ NHỎ
2.2.1 Mức độ xử lý nước thải
Điều kiện cần khi xác đònh mức độ XLNT cần thiết là để nước thải khi xả có tính
đến khả năng tự làm sạch của nguồn, không được làm cho nồng độ chất bẩn tại
điểm kiểm tra sử dụng nước vượt nồng độ giới hạn cho phép. Điều kiện đủ, khống
chế đối với nước thải khi xả vào nguồn nước mặt được quy đònh theo tiêu chuẩn
thiết kế nước thải đô thò TC 51 – 84 hoặc tiêu chuẩn môi trường TCVN 5945 –
1995, TCVN 6772 – 2000.
Nước thải sinh hoạt thường được xử lý theo 3 bước (mức độ) như sau:
 Bước thứ nhất (xử lý bậc 1 hay xử lý sơ bộ): Đây là mức độ bắt buộc đối với
tất cả các dây chuyền công nghệ XLNT. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước
thải sau khi xử lý ở giai đoạn này phải nhỏ hơn 150mg/l nếu nước thải được
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 9 -
xử lý sinh học tiếp tục hoặc nhỏ hơn các quy đònh nêu trong bảng trên nếu xả
nước thải trực tiếp vào nguồn nước mặt.
 Bước thứ 2 (xử lý bậc hai hay xử lý sinh học): Giai đoạn xử lý này được xác
đònh dựa vào mục đích sử dụng và quá trình tự làm sạch của nguồn nước.
 Bước thứ 3 ( xử lý bậc ba hay xử lý triệt để): loại bỏ các hợp chất nitơ và
photpho khỏi nước thải. Giai đoạn này rất có ý nghóa đối với các nước khí hậu
nhiệt đới, nơi có quá trình phú dưỡng ảnh hưởng sâu sắc đến chất lượng nước
mặt.
Giai đoạn khử trùng sau quá trình làm sạch nước thải là yêu cầu bắt buộc đối với
một số loại nước thải hoặc một số dây chuyền công nghệ xử lý.
2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Mục đích của công đoạn này là loại bỏ rác kích thước lớn, dầu mỡ ra khỏi nước
thải đi vào công trình xử lý, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước
xử lý tiếp theo.
2.2.2.1 Thiết bò chắn rác
Có 2 loại thiết bò chắn rác:
 Thiết bò chắn rác và vớt rác thủ công, dùng cho các trạm xử lý có công suất
nhỏ, lượng rác dưới 0.1 m
3
/ngày.
 Thiết bò chắn rác, vớt rác cơ giới bằng các băng cào dùng cho các trạm XLNT
có lượng rác lớn hơn 0.1 m
3
/ngày.
Thiết bò chắn rác được bố trí tại máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và
trước các công trình xử lý.
2.2.2.2 Bể thu và tách dầu mỡ
 Bể thu dầu
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 10 -
Được xây dựng trong khu vực bãi đỗ và cầu rửa ô tô, xe máy, bãi chứa dầu và
nhiên liệu, nhà giặt tẩy của khách sạn, bệnh viện hoặc các công trình công cộng
khác, nhiệm vụ đón nhận các loại nước rửa xe, nước mưa trong khu vực bãi đỗ xe…
 Bể tách mỡ
Dùng để tách và thu các loại mỡ động thực vật, các loại dầu… có trong nước thải.
Bể tách mỡ thường được bố trí trong các bếp ăn của khách san, trường học, bệnh
viện… xây bằng gạch, BTCT, thép, nhựa composite… và bố trí bên trong nhà, gần
các thiết bò thoát nước hoặc ngoài sân gần khu vực bếp ăn để tách dầu mỡ trước
khi xả vào hệ thống thoát nước bên ngoài cùng với các loại nước thải khác.
Bể tách mỡ gồm các bộ phận sau: giếng thu cặn và giếng thu mỡ.
Hình 2.1: Thiết bò tách dầu, mỡ loại nằm ngang
1. Thân thiết bò; 2. Bộ phận hút cặn bằng thủy lực; 3. Lớp dầu mỡ; 4. Ống gom
dầu mỡ; 5. Vách ngăn dầu mỡ; 6. Răng cào trên băng tải; 7. Hố chứa cặn
Hình 2.2: Thiết bò tách dầu, mỡ lớp mỏng
1. Cửa dẫn nước ra; 2. Ống gom dầu, mỡ; 3. Vách ngăn; 4. Tấm chất dẻo xốp nổi; 5. Lớp dầu;
6. Ống dẫn nước thải vào; 7. Bộ phận lắng làm từ các tấm gợn sóng, 8. Bùn cặn
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 11 -
2.2.2.3 Bể điều hoà
Có 2 loại bể điều hòa:
 Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường chuyển động
của dòng chảy.
 Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, có thể nằm trực tiếp trên đường vận
chuyển của dòng chảy hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy.
Để đảm bảo chức năng điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải, ta cần bố trí
trong bể hệ thống, thiết bò khuấy trộn để san bằng nồng độ các chất bẩn cho toàn
bộ thể tích nước thải có trong bể và để ngăn ngừa cặn lắng, pha loãng nồng độ các
chất độc hại nếu có nhằm loại trừ hiện tượng bò sốc về chất lượng khi đưa nước
vào công trình xử lý sinh học.
2.2.2.4 Bể lắng nước thải
Có hai loại: Bể lắng đợt một trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt hai sau
công trình xử lý sinh học nước thải.
Có 3 loại bể lắng: bể lắng đứng, bể lắng ngang và bể lắng ly tâm. Ngoài ra, còn có
bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng và bể lắng có lớp mỏng.
Hiện nay, các trạm xử lý công suất vừa và nhỏ (<10.000m
3
/ngày) thường sử dụng
bể lắng đứng. Hiệu suất lắng của bể thấp, khoảng 45 – 48%.
2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kò khí
Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy.
Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra
hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Phương trình phản ứng
sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau :
Chất hữu cơ
vi sinh vật
CH
4
+ CO
2
+ H
2
+ NH
3
+ H
2
S + Tế bào mới
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 12 -
Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 04 giai đoạn :
 Giai đoạn 1 : Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.
 Giai đoạn 2 : Acid hóa.
 Giai đoạn 3 : Acetate hóa.
 Giai đoạn 4 : Methane hóa.
Hình 2.3: Các phương pháp xử lý sinh học kỵ khí nước thải
2.2.3.1 Bể tự hoại
Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải sơ bộ đồng thời thực hiện hai chứa năng:
lắng nước thải và lên men cặn lắng.
Bể tự hoại có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, thường để XLNT cho cụm dân cư,
khu tập thể dưới 500 người, hoặc lưu lượng nước thải dưới 30m
3
/ngày. Bể thường
xây dựng độc lập hoặc kết hợp với các công trình khác.
2.2.3.2 Bể lắng hai vỏ (bể lắng Imhoff)
Bể có hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng. Phần trên của bể là máng lắng,
phần dưới là ngăn lên men bùn cặn. Tuy nhiên, quá trình lên men bùn cặn chỉ
dừng lại ở mức lên men acid, các chất hữu cơ phân huỷ được khoảng 40%.
2.2.3.3 Bể lắng trong kết hợp ngăn lên men
Sinh học kỵ khí
Sinh trưởng dính bám
Si
nh trưởng lơ lửng
Tiếp xúc
kỵ khí
UASB
Tầng lơ
lửng
Lọc kỵ
khí
Xáo trộn
hoàn toàn
Vách
ngăn
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 13 -
Bể gồm 2 phần tách biệt nhau: phần lắng trong kết hợp làm thoáng tự nhiên và
phần lên men bùn cặn.
Ưu điểm của bể lắng trong kết hợp ngăn lên men so với bể lắng 2 vỏ:
 Ngăn lên men và ngăn lắng độc lập nhau về cấu tạo, do đó sản phẩm thối rửa
trong quá trình lên men không làm bẩn lại nước thải đã lắng.
 Cặn được xáo trộn đều ở ngăn tự hoại và tạo điều kiện tốt cho quá trình lên
men cặn, không bò nén như bể lắng 2 vỏ.
 Hiệu suất lắng trong ngăn lắng cao hơn rất nhiều so với máng lắng của bể
lắng 2 vỏ.
2.2.3.4 Bể lọc kò khí
Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon
trong nước thải. Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp
xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển.
2.2.3.5 Bể lọc ngược qua tầng bùn kỵ khí (UASB)
Hiện nay hệ thống xử lý kỵ khí bằng bể UASB (Upflow anaerobic Sludge
Blanket) phổ biến nhất trên thế giới trong vấn đề xử lý nước thải có nồng độ
nhiễm bẩn hữu cơ cao. Xử lý nước thải với bể kỵ khí UASB chiếm một tỷ lệ lớn
trong tổng số các công trình kỵ khí trên thế giới.
Những ưu điểm quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB vượt trội so với quá trình bùn
hoạt tính hiếu khí:
 Ít tiêu tốn năng lượng vận hành.
 Có khả năng xử lý với tải trọng cao hơn
 Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn.
 Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng.
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 14 -
 Có thể tận dụng nguồn năng lượng từ khí metan sinh ra.
 Tuy nhiên bể UASB cũng có những mặt hạn chế như:
 Thời gian thích nghi dài (1-3 tháng). Pha nghỉ cũng kéo dài.
 Vận hành phức tạp, các điều kiện nước thải đầu vào khắc khe hơn so với bể
xử lý bằng bùn hoạt tính.
 Chi phí đầu tư xây dựng ban đầu thường cao hơn nhiều so với bể xử lý bằng
bùn hoạt tính.
 Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0,6 – 0,9 m/h,
pH thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6-8.
2.2.4 Xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn
nước. Việc xử lý nước thải được thực hiện trên các công trình :
2.2.4.1 Cánh đồng lọc, cánh đồng tưới
Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và ống
phân phối phun nước thải lên mặt đất. Một phần nước bốc hơi, phần còn lại thấm
vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ sinh
trưởng. Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng nước
thải nhỏ, vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu độ ẩm.
2.2.4.2 Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối
Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong tự nhiên
để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn. Khi xả nước
thải vào nguồn tiếp nhận, nước của nguồn tiếp nhận sẽ bò nhiễm bẩn. Mức độ
nhiễm bẩn phụ thộc vào: lưu lượng và chất lượng nước thải, khối lượng và chất
lượng nước có sẵn trong nguồn, mức độ khuấy trộn để pha loãng.
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 15 -
2.2.4.3 Hồ sinh vật
Xử lý nước thải trong các ao hồ sinh học là phương pháp xử lý cổ điển đơn giản
nhất. Phương pháp này không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt
động rẻ, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao. Tuy nhiên, cũng có các
nhược điểm: thời gian xử lý khá dài, đòi hỏi diện tích mặt bằng rộng. Quá trình xử
lý phụ thuộc vào thời tiết và nhiệt độ.
Hệ hồ có thể phân loại như sau : (1) hồ hiếu khí, (2) hồ tùy tiện, (3) hồ kỵ khí và
(4) hồ xử lý bổ sung.
 Hồ hiếu khí
Diện tích rộng, chiều sâu cạn. Chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ
sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng. Ôxy cung cấp cho vi khuẩn
nhờ sự khuếch tán từ không khí qua bề mặt và quá trình quang hợp của tảo. Chất
dinh dưỡng và CO
2
sinh ra trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ được tảo sử dụng.
Tảo
Vi khuẩn
Tảo mới
Chất hữu cơ
Năng lượng mặt trời
Vi khuẩn mới
O
2
CO ,NH
PO ,H O
4
32
3-
2
Hình 2.4 : Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí
 Hồ tùy tiện
Trong hồ tùy tiện tồn tại 03 khu vực : (1) khu vực bề mặt, nơi đó chủ yếu vi khuẩn
và tảo sống cộng sinh; (2) khu vực đáy, tích lũy cặn lắng và cặn này bò phân hủy
nhờ vi khuẩn kò khí; (3) khu vực trung gian, chất hữu cơ trong nước thải chòu sự
phân hủy của vi khuẩn tùy tiện.
 Hồ kỵ khí
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 16 -
Thường được áp dụng cho xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao và cặn lơ
lửng lớn, đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng. Khả năng xử lý hữu cơ của
hồ thường phụ thuộc vào thời tiết, mùa hè: 65-80%, mùa đông: 45-65%. Cấu tạo
của hồ thường có hai ngăn, ngăn làm việc và ngăn dự trữ khi vét bùn cặn.
 Hồ xử lý bổ sung
Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (aeroten, bể lọc sinh học hoặc sau hồ
sinh học hiếu khí, tùy tiện, …) để đạt chất lượng nước ra cao hơn, đồng thời thực
hiện quá trình nitrate hóa. Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh còn lại trong hồ này
sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và ammonia chuyển hóa sinh học thành nitrate.
2.2.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí
Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxy liên
tục. Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy
ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người
ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxy sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và
hiệu suất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên.
Hình 2.5: Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí
2.2.5.1 Xử lý bằng phương pháp sinh học dính bám
Khi dòng nước thải đi qua những lớp vật liệu rắn làm giá đỡ các vi sinh vật sẽ bám
dính lên bề mặt. Trong số các vi sinh vật này có loài sinh ra các polysacarit có tính
Công nghệ hiếu khí
Hồ sinh học hiếu khí
Lọc hiếu
khí
Lọc SH
nhỏ giọt
Sinh trưởng dính bám
Sinh trưởng lơ lửng
Hiếu khí
tiếp xúc
Xử lý sinh
học theo mẻ
Aerotank
Đóa quay
sinh học
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 17 -
chất như là một polymer sinh học có khả năng kết dính tạo thành màng. Màng này
cứ dày thêm với sinh khối của vi sinh vật dính bám hay cố đònh trên màng. Màng
được tạo thành từ hàng triệu đến hàng tỷ tế bào vi khuẩn, với mật độ vi sinh vật rất
cao màng có khả năng oxy hoá các hợp chất hữu cơ, hấp thụ các chất bẩn lơ lửng
có trong nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc với màng.
Quá trình lọc sinh học thích hợp cho việc xử lý nước thải công nghiệp hơn là xử lý
nước thải sinh họat.
 Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám.
Nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi
phun. Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có
khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải.
Hình 2.6: Hệ thống xửû lý nước thải theo quá trình bể lọc sinh học
 Tháp lọc sinh học:
Khác với bể lọc sinh học ngập nước, tháp lọc sinh học được xây dựng với hệ thống
quạt gió cưỡng bức từ dưới lên, nước thải được phân phối từ phía trên, chảy qua
lớp màng vi sinh bám trên các giá thể và xuống bể thu ở phía dưới.
Đối vớp tháp lọc sinh học, lượng không khí được cung cấp nhiều nên sinh khối
phát triển rất nhanh, thời gian nước thải chảy xuống thường ngắn nên vi sinh vật
khó oxy hoá hết lượng hữu cơ có trong nước thải đến mức tối đa, do đó thường
phải tuần hoàn lại nước đầu ra hoặc kết hợp với bể aeroten.
Bể lọc sinh học
Bể lắng
Cấp
khí
Nước ra
Nước
tuần hoàn
Nước
vào
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 18 -
 Tháp lọc sinh học nhỏ giọt:
Tháp lọc sinh học nhỏ giọt có kết cấu giống như tháp lọc sinh học. Tuy nhiên, vận
tốc của nước thải đi qua giá thể nhỏ hơn nhiều, cấu trúc của giá thể cũng được thay
đổi sao cho có thể lưu nước được trên giá thể lâu hơn. Tháp lọc này cho phép giảm
hàm lượng chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải xuống mức thấp nhất. Tuy
nhiên, ít được sử dụng do chi phí đầu tư ban đầu lớn, chiếm diện tích rộng.
 Đóa quay sinh học(RBC)
RBC bao gồm các đóa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride đặt gần sát nhau.
Đóa nhúng chìm một phần trong nước thải và quay ở tốc độ chậm. Tương tự như bể
lọc sinh học, màng vi sinh hình thành và bám trên bề mặt đóa. Khi đóa quay, mang
sinh khối trên đóa tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với
ôxy. Đóa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện
hiếu khí. Đồng thời, khi đóa quay tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không
còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa sang bể lắng đợt hai.
 Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước
Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám.
Nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi
phun, có thể từ dưới lên hoặc từ trên xuống. Quần thể vi sinh vật sống bám trên
giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ
chứa trong nước thải.
2.2.5.2 Xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính
Xử lý nước thải theo quá trình bùn hoạt tính bao gồm rất nhiều hệ thống khác nhau
với cách thức xây dựng khác nhau. Mặc dù vậy, tất cả các công trình có cùng
chung một đặc điểm là: sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu
cơ hoà tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng.
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 19 -
BHT được cung cấp thường là bùn tự hoại hoặc BHT lấy từ các nhà máy xử lý
nước thải đang hoạt động.
Hình 2.7: Hệ thống xủ lý nước thải theo quá trình tăng trưởng lơ lửng
Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng bùn
hoạt tính:
 Bể aeroten thông thường
Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug – flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so với
chiều rộng. Trong bể này nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều
dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể. Ở chế độ dòng chảy nút, bông bùn có
đặc tính tốt hơn, dễ lắng. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Tải trọng
thích hợp vào khoảng 0,3 – 0,6 kg BOD
5
/m
3
ngày với hàm lượng MLSS 1.500 –
3.000 mg/L, thời gian lưu nước từ 4 – 8 giờ, tỷ số F/M = 0,2 – 0,4, thời gian lưu
bùn từ 5 – 15 ngày.
 Bể aeroten xáo trộn hoàn toàn
Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bò sục khí thích hợp. Thiết bò sục khí cơ khí
(motour và cánh khuấy) hoặc thiết bò khuếch tán khí thường được sử dụng. Bể này
thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu ôxy đồng
nhất trong toàn bộ thể tích bể. Bể này có ưu điểm chòu được quá tải rất tốt.
BOD
5
/m
3
ngày với hàm lượng bùn 2.500 – 4.000 mg/L, tỷ số F/M = 0,2 –0,6.
Bể sinh học
Bể lắng
Cấp
khí
Bùn tuần hoàn
Bùn xả
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 20 -
Bùn
Bể lắng 1
Nước chưa
xử lý
Bùn tuần hoàn
Bùn thải
Bể lắng 2
Bể aerotank
Nước thải
sau xử lý
Hình 2.8: Bể aeroten thông thường
Bể lắng
Bể lắng
Bùn thải
Nước thải
trước xử lý
Nước thải
sau xử lý
Bùn tuần hoàn
M áy thổi khí
Hình 2.9: Bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn
 Bể aeroten mở rộng
Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp
và chất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20 –
30 ngày). Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000 – 6.000 mg/L.
 Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (hệ SBR)
Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu
làm đầy và xả căïn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt
tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và
được thực hiện lần lượt theo các bước : (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả
cạn, (5) ngưng.

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×