Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư đại nam có 16000 dân tính toán, thiết kế bể sinh học hiếu khí

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

“Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý
nước thải cho khu dân cư Đại Nam có
16000 dân.Tính toán, thiết kế bể sinh học
hiếu khí”


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

TRƯỜNG CĐ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TPHCM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA MÔI TRƯỜNG

---o0o---


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ tên sinh viên: Nguyễn Khắc Đạt
Mssv: 0210020020
Lớp: CĐKTMT
Ngành: Công Nghệ Môi Trường
1. Ngày giao đồ án: 13/09/2010
2. Ngày hoàn thành đồ án: 11/11/2010
3. Đầu đề đồ án: Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại
Nam có 16000 dân.Tính toán, thiết kế bể sinh học hiếu khí
4. Nhiệm vụ:
 Tính toán lưu lượng
 Xác định thành phần, tính chất, nồng độ các chất trong nước thải
 Lựa chọn quy trình công nghệ xử lý nước thải trên để sau xử lý đạt loại B.
Thuyết minh quy trình công nghệ
 Tính toán, thiết kế một công trình đơn vị
 Vẽ chi tiết một công trình đơn vị hoàn chỉnh, trình bày trên giấy A3
TP.HCM, Ngày…..tháng …..năm 2010
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 2


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

MỤC LỤC
Chương I. TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƯ ĐẠI NAM
9
1.1. GIỚI THIỆU

9

1.1.1.

Vị trí địa lý

9



1.1.2.

Đặc trưng nước thải khu dân cư Đại Nam

9

Chương II. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
2.1. PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC

10
10

2.1.1.

Thiết bị chắn rác

10

2.1.2.

Thiết bị nghiền rác

11

2.1.3.

Bể lắng cát

11

2.1.4.

Bể lắng

12

2.1.5.

Bể tách dầu mỡ

13

2.2. PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

14

Khử trùng

15

2.3. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

16

1.2.1.
2.3.1.

Các công trình xử lý hiếu khí

16

2.3.2.

Các công trình xử lý yếm khí

21

2.3.3.

Các công trình xử lý sử dụng phương pháp thiếu khí (anoxic)

24

Chương III. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN
MỘT CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
28
3.1. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ NƯỚC THẢI

28

3.1.1.

Xác định lưu lượng nước thải

28

3.1.2.

Xác định nồng độ bẩn của nước thải

29

3.2. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ XỬ LÝ CẦN THIẾT

30

3.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ

32

3.3.1.

Phương án I

32

3.3.2.

Phương án II

34

3.3.3.

Phương án III

36

3.4. SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

38

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 3


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

3.5. TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ (SBR)

40

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ

53

PHỤ LỤC

54

TÀI LIỆU THAM KHẢO

55

NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 4


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 5


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 6


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 7


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Bể lưới lọc rác
Hình 2.2. Song chắn rác thô
Hình 2.3. Bể lắng cát
Hình 2.4. Bể lắng radian
Hình 2.5. Mô hình bể lắng li tâm
Hình 2.6. Bể tách dầu mỡ
Hình 2.7. Ao hồ sinh học
Hình 2.8. Bể aeroten
Hình 2.9. Bể SBR
Hình 2.10. Mương oxy hóa
Hình 2.11. Bể lọc sinh học
Hình 2.12. Đĩa sinh học
Hình 2.13. Lọc kỵ khí dòng chảy ngược và xuôi
Hình 2.14. Bể tự hoại
Hình 2.15. Bể UASB
Hình 2.16. Bể mêtan
Hình 2.17. Hệ thống bardenpho
Hình 2.18. Mương oxy hóa
Hình 2.19. Hệ thống A/O
Hình 3.1. CHu kỳ hoạt động của SBR

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 8


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Chương I. TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU DÂN CƯ
ĐẠI NAM
1.1. GIỚI THIỆU
1.1.1. Vị trí địa lý
Khu dân cư Đại Nam - huyện Bến Cát – tỉnh Bình Dương nằm trong tam giác đô
thị năng động nhất Bình Dương là khu đô thị Mỹ Phước – Thành phố mới Bình Dương
– Thị xã Thủ Dầu 1, cạnh Đại lộ Bình Dương đối diện với khu du lịch đại nam.
1.1.2. Đặc trưng nước thải khu dân cư Đại Nam
Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ những hoạt động sinh hoạt thường
ngày của các cộng đồng người như các khu dân cư, khu đô thị, các khu dịch vụ vui
chơi giải trí .v.v…trên thực tế người ta chia nước thải sinh hoạt làm hai loại là nước
thải sinh hoạt phát sinh từ nhà vệ sinh và nước thải sinh hoạt phát sinh từ quá trình rửa
ráy, tắm giặt loại nước thải này ít gây ô nhiễm hơn so với nước thải từ nhà vệ sinh tuy
nhiên loại nước thải này lại chứa nhiều P do hoạt động tắm giặt, rửa ráy sử dụng một
lượng lớn xà phòng. Còn nước thải từ nhà vệ sinh lại phát sinh một lượng lớn các vi
khuẩn gây bệnh, chất rắn lơ lửng tóm lại thành phần chủ yếu đặc trưng cho nước thải
sinh hoạt vẫn là BOD5, COD, Nitơ, SS và Phốt pho, nhiều vi sinh vật gây bệnh
(coliform) ngoài ra còn chứa nhiều dầu mỡ, chất tẩy rửa. Cũng như các khu dân khác
nước thải sinh hoạt khu dân cư Đại nam Chứa thành phần chất hữu cơ nhiều: BOD5,
COD, SS, tổng P, tổng N cao.
Hiện nay trên địa bàn cả nước ta nói chung và tỉnh Bình Dương nói riêng hầu hết
các hộ gia đình vẫn chưa ý thức được tầm quan trọng của hệ thống xử lý nước thải
sinh hoạt từ trước đến nay các hầm chứa nước thải sinh hoạt của các hộ dân chủ yếu
chỉ đơn giản là một chiếc hố được xây gạch bốn xung quanh, hiện đại hơn thì có bể tự
hoại thậm chí có chỗ còn không có bể mà được thải trực tiếp vào kênh rạch. Lượng
nước thải này nếu không được thu gom, xử lý sẽ làm cho nguồn tiếp nhận bị phú
dưỡng hoá và bị nhiễm khuẩn, làm ảnh hưởng đến mỹ quan cũng như sức khoẻ người
dân xung quanh nguồn tiếp nhân.
Trước tình hình đó để bảo vệ hệ thống kênh rạch cũng như sức khoẻ người dân
xung quanh nguồn tiếp nhận. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư
Đại Nam là rất cần thiết

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 9


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Chương II. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
Các phương pháp chính thường được sử dụng trong các công trình xử lý nước
thải sinh hoạt là: phương pháp cơ học, phương pháp hóa học, và phương pháp sinh
học.
2.1. PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC
Trong nước thải sinh hoạt thường chứa các chất tan và các tạp chất không tan. ở
dạng hạt lơ lửng. Các tạp chất lơ lửng tồn tại ở dạng rắn và lỏng. Để tách các hạt lơ
lửng ra khỏi nước thải sinh hoạt người ta thường sử dụng phương pháp cơ học. Các
công trình xử lý cơ học sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) sinh hoạt
bao gồm các công trình như: thiết bị chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể điều hòa, bể lắng
cát, bể lắng (lắng đợt 1, lắng đợt 2), bể tách dầu mỡ…Việc lựa chọn phương pháp xử
lý tuỳ thuộc vào kích thước các hạt, tính chất hoá lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng
nước thải, mức độ làm sạch cần thiết.
2.1.1. Thiết bị chắn rác
Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác là công trình xử lý
đầu tiên rất cần cho nước thải. Nó có tác dụng khử các tạp chất có thể gây sự cố trong
quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh
dẫn. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào kích thước khe song chắn rác.

Hình 2.1. Bể lưới lọc rác

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 10


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Hình 2.2. Song chắn rác thô

2.1.2. Thiết bị nghiền rác
Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiện vụn rác thành các hạt, các mảnh lơ lửng
trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm. Trong thực tế cho thấy
việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó khăn cho
các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên làm tắc nghẽn hệ thống phân phối
khí và các thiết bị làm thoáng trong bể như (đĩa, lỗ phân phối khí và dính bám vào các
tuabin.

2.1.3. Bể lắng cát
Nhiệm vụ của bể Lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặng như cát, sỏi, mảnh thủy tinh,
mảnh kim loại, than vụn.vv... Nhằm mục đích bảo vệ các thiết bị cơ khí khỏi bị mài
mòn , đồng thời giảm cặn nặng cho các công trình xử lý phía sau.
Bể lắng cát gồm các loại sau:
 Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài
của bể. Bể có tiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu cát đặt ở đầu bể
 Bể lắng cát đứng: Đặc điểm của bể này là dòng nước chuyển động từ dưới
lên trên theo thân bể

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 11


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

 Bể lắng cát radian: Là loại bể có tiết diện tròn, nước thải được dẫn vào bể
theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng thu tập trung rồi được
dẫn ra ngoài
 Bể lắng cát sục khí: Bể lắng cát này có ưu điểm là loại bỏ được lượng chất
hữu cơ lẫn trong cát, làm tăng hiệu quả xử lý.

Hình 2.3. Bể lắng cát

2.1.4. Bể lắng
Bể lắng được sử dụng để tách các chất bẩn không hòa tan khỏi nước thải. Dựa
vào chức năng và vị trí thì có 2 loại
 Bể lắng 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học dùng để tách các chất
rắn lửng không tan (cặn tươi)
 Bể lắng 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng cặn vi
sinh, làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
Dựa vào chiều của dòng chảy của nước trong bể, bể lắng chia thành các loại
giống lắng cát như là: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng radian.

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 12


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Hình 2.4. Bể lắng radian

Hình 2.5. Mô hình bể lắng lit tâm

2.1.5. Bể tách dầu mỡ
Dầu mỡ là thành phần không thể thiếu trong nước thải sinh hoạt. Khi vào hệ
thống xử lý nước chúng sẽ bít các lỗ hổng giữa các vật liệu lọc trong bể lọc sinh học
hoặc phá huỷ bùn hoạt tính trong bể Aeroten gây khó khăn cho quá trình lên men cặn.
Khi vào nguồn tiếp nhận chúng sẽ tạo thành một lớp màng mỏng phủ lên diện tích mặt
nước gây khó khăn cho quá trình hấp thụ oxy gây cản trở quá trình tự làm sạch của
nguồn nước. Mặt khác dầu mỡ có thể thu hồi, tái chế, sử dụng lại. Vì vậy dầu mỡ cần
phải được tách trước khi đưa vào các công trình xử lý cục bộ. Loại dầu mỡ này được
tách theo nguyên lý trọng lực giống như trong bể lắng, chỉ khác thông số đặc trưng ở
đây là tốc độ nổi.
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 13


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Bể tách mỡ dùng để tách mỡ và thu các loại mỡ động vật và thực vật, các loại
dầu có trong nước thải. Bể có thể được xây dựng bằng gạch, bê tông cốt thép, nhựa
composite….Bể tách mỡ gồm các bộ phận: giếng thu cặn và giếng thu mỡ. Nguyên lý
hoạt động của bể tách mỡ cũng giống như bể thu dầu. Bể chỉ được tiếp nhận các loại
nước thải cần tách dầu mỡ hoặc có thể tách dầu mỡ được. Bể tách dầu mỡ có thể được
bố trí kết hợp với hố lắng cát đặt trước bể tự hoại hoặc kết hợp với lắng đợt 1
Bể thu dầu được xây bằng gạch, bê tông cốt thép hoặc bằng nhựa, cấu tại gồm 2
phần giếng thu cặn, và giếng thu chất nổi. trong phần thu cặn, các tạp chất rắn chủ yếu
là chất vô cơ) lắng xuống đáy bể. Tốc độ nổi của hạt dầu có độ lớn thủy lực từ 0,4 –
0,6 mm/s. Dầu và các sản phẩm nổi lên được vớt thường xuyên bằng gầu múc hoặc
bơm hút dầu. Diện tích mặt thoáng tối thiểu 0,2m2 cho lưu lượng nước thải 1l/s. thời
gian lưu nước lại trong ngăn thu dầu tối thiểu là 3phút. Thời gian hút dầu phụ thuộc
vào lượng dầu có trong nước thải. Hiệu quả thu dầu có thể đạt từ 50 – 90%

Hình 2.6. Bể tách dầu mỡ

2.2. PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học là phương pháp dùng hóa chất để
chuyển đổi các hợp chất hoặc các chất hòa tan trong nước thải thành các chất có tính
trơ về mặt hóa học hoặc thành các hợp chất kết tủa để loại chúng ra khỏi nước thải. Cơ
sở của phương pháp này là các phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa
chất thêm vào, do đó ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được
sử dụng trong các hệ thống xử lý nước khép kín. Tuy nhiên, phương pháp hóa học có
nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các hệ thống xử lý nước thải
(HTXLNT) sinh hoạt. Các phương pháp hoá học làm sạch nước thải bao gồm trung
hòa, oxy hóa, khử.
Trong (HTXLNT) sinh hoạt phương pháp hóa học thường được sử dụng gồm có:
khử khuẩn…
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 14


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

1.2.1. Khử trùng
Là phương pháp dùng hóa chất có tính độc đối với vi sinh, tảo, động vật nguyên
sinh, giun sán… để làm sạch nước đảm bảo điều kiện vệ sinh để đổ vào nguồn hoặc tái
sử dụng. Ngoài khử khuẩn có thể sử dụng chất hóa học hoặc tác nhân vật lý như ozon,
tia tử ngoại
Hiện nay các biện pháp khử trùng thường được sử dụng để xử lý nước thải bao
gồm:
 Khử trùng bằng Cl và các hợp chất của Cl
Cl là chất oxy hóa mạnh ở bất kỳ dạng nào. Khi Cl tác dụng với nó sẽ tạo thành
HOCl có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Cl vào nước, chất diệt trùng sẽ phát tán
qua lớp vỏ tế bào sinh vật gây phản ứng với men tế bào, làm phá hoại các quá trình
trao đổi chất của tế bào vi sinh vật
* Khử trùng bằng Clo lỏng
Khi dùng Cl lỏng để khử trùng, tại nhà máy phải lắp đặt thiết bi chuyên dùng để
đưa Cl vào nước gọi là Clorato. Đây là thiết bị có chức năng pha chế và định lượng Cl
hơi vào nước
* Khử trùng bằng clorua vôi và canxihyphocloit
Clorua vôi được sản xuất bằng cách cho Cl + vôi tôi → Clorua vôi. Trong Clorua
vôi Cl chiếm 20 – 25%. Canxihyphocloit Ca(OCl)2 là sản phẩm của quá trình bão hòa
dung dịch vôi sữa bằng Clo. Hàm lượng Clo hoạt tính chiếm 30 – 45%. Thiết bị dùng
để khử trùng nước thải bằng Clorua vôi thường có 1 hay 2 thùng hòa trộn, hai thùng
dung dịch và một thùng định lượng. Thùng hòa trộn nhiệm vụ hòa trộn Clorua vôi với
nước công tác để nhận được dung dịch Clorua vôi dạng sữa có nồng độ 10 – 15%. Sau
đó dung dich Clorua vôi dẫn tới thùng dung dịch. Ở đây pha trộn thêm nước cấp để có
dung dịch nồng độ 2,5%, và sau khi qua phần định lượng, dung dịch Clorua vôi dẫn
đến máng xáo trộn trước khi qua bể tiếp xúc.
* Khử trùng bằng Natri hypoclorit (nước zaven).
NaClo là sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch muối ăn. Nước zaven có
nồng độ Cl hoạt tính từ 6 – 8g/l
 Khử trùng bằng ozon
Ozon là một chất khí có màu tím, ít hòa tan trong nước và rất độc đối với con
người. Ở trong nước, Ozon phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử. Ozon
có tinh oxy hóa mạnh hơn Clo, nên diệt trùng mạnh hơn.
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 15


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Ozon được sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí qua thiết bị phóng lửa
điện. Để cung cấp đủ lượng Ozon cho trạm xử lý nước ta sử dụng máy phát tia lửa
điện và cho không khí chạy qua.
Tuy nhiên trong xử lý nước thải người ta thường sử dụng chủ yếu Cl hoặc hợp
chất của Cl để khử khuẩn
2.3. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Bản chất của phương pháp sinh học trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là
lợi dụng khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có ích để phân huỷ các chất
hữu cơ dễ phân huỷ và các thành phần ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt như sulfit,
muối amon, nitrat...
Có thể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sở khác nhau, song
nhìn chung có thể chia chúng thành hai loại như sau:
 Phương pháp hiếu khí là phương pháp xử lý sử dụng nhóm vi khuẩn hiếu
khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cáp oxy liên tục và
duy trì nhiệt độ khoảng 20 – 40oC.
 Phương pháp yếm khí là phương pháp sử dụng vi sinh vật yếm khí.

2.3.1. Các công trình xử lý hiếu khí
2.3.1.1.

Công trình xử lý hiếu khí trong điều kiện tự nhiên:

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồn
nước. Các công trình đặc trưng: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh hoc…
 Cánh đồng lọc:
Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc là việc tưới nước thải lên bề mặt của một
cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức độ xử lý nào đó thông qua quá
trình lý, hóa và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật của hệ thống.
Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc đồng thời có thể đạt được ba mục tiêu:
 Xử lý nước thải
 Tái sử dụng các chất dinh dưỡng có trong nước thải để sản xuất
 Nạp lại nước cho các túi nước ngầm
So với các hệ thống nhân tạo thì việc xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc cần ít
năng lượng hơn. Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc cần năng lượng để vận chuyển và
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 16


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

tưới nước thải lên đất, trong khi xử lý
nước thải bằng các biện pháp nhân tạo
cần năng lượng để vận chuyển, khuấy
trộn, sục khí, bơm hoàn lưu nước thải và
bùn... Do ít sử dụng các thiết bị cơ khí,
việc vận hành và bảo quản hệ thống xử lý
nước thải bằng cánh đồng lọc dễ dàng và
ít tốn kém hơn. Tuy nhiên, việc xử lý
nước thải bằng cánh đồng lọc cũng có
những hạn chế như cần một diện tích đất
lớn, phụ thuộc vào cấu trúc đất và điều kiện khí hậu.

Hình 2.7. Ao hồ sinh học

 Ao, hồ sinh học (ao hồ hiếu khí tự nhiên):
Đây là phương pháp xử lý đơn giản đã được áp dụng từ xa xưa. Phương pháp này
lợi dụng quá trình tự làm sạch của hồ, lấy oxy nhờ sự khuếch tán không khí vào lớp
nước mặt và ánh sáng mặt trời chiếu rọi làm cho tảo phát triển thải ra oxy. Để đảm bảo
ánh sáng qua nước, chiều sâu của hồ thường nhỏ.
2.3.1.2.

Các công trình hiếu khí trong điều kiện nhân tạo

Là các công trình được cung cấp oxy nhờ thiết bị hoặc nhờ cấu tạo của nó. Các
công trình đặc trưng bao gồm aeroten, aeroten theo mẻ (SBR), mương oxy hoá, tháp
lọc sinh học, đĩa sinh học….
 Bể Aeroten
Là công trình bê tông cốt thép hoặc bằng sắt thép, hình khối chữ nhật hoặc hình
tròn. Nước thải chảy qua suốt chiều dài bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng
cường oxy hoà tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ của vi sinh vật
hiếu khí. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ xảy trong Aeroten bao gồm ba giai đoạn

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 17


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Hình 2.8. Bể aeroten

 Giai đoạn một: thức ăn dinh dưỡng trong nước rất phong phú, lượng sinh
khối trong thời gian này lại ít. Sau khi thích nghi với môi trường, vi sinh
vật sinh trưởng rất nhanh và mạnh theo cấp số nhân, vì vậy lượng oxy
tiêu thụ tăng dần
 Giai đoạn hai: sinh vật phát triển ổn định, tốc độ tiêu thụ oxy cũng gần
như ít thay đổi chính ở giai đoạn này chất hữu cơ bị phân huỷ nhiều nhất
 Giai đoạn ba: Sau một thời gian khá dài, tốc độ oxy hoá cầm chừng, có
chiều hướng giảm lại thấy tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên. Đây là giai đoạn
nitrat hoá muối amon.
 Bể SBR (Aeroten theo mẻ )
Bể SBR là hệ thống xử lý nước thải
với bùn hoạt tính lơ lửng theo kiểu làm
đầy và xả cặn, hoạt động theo chu kỳ gián
đoạn (do quá trình làm thoáng và lắng
được thực hiện trong cùng 1 bể).các bước
xử lý trong chu trình hoạt động của hệ
thống như sau: 1- làm đầy, 2 – sục khí
(khử BOD), 3 – lắng trong, 4 – xả nước ra
và xả cặn dư, 5 – chờ tiếp nhận nước thải
mới. Tiếp tục thực hiện xử lý theo chu kỳ
mẻ nước thải khác.

Hình 2.9. Bể SBR

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 18


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Pha làm đầy có thể ở trạng thái: tĩnh, khuấy trộn hoặc thông khí tùy thuộc vào
đối tượng cần xử lý. Trạng thái tĩnh có thể được là do năng lượng đầu vào thấp và có
nồng độ các chất nền cao ở cuối giai đoạn. Trạng thái khuấy trộn là do có sự khử nitrat
(khi có sự hiện diện của nitrat) các chất lơ lửng sẽ làm giảm nhu cầu oxy và năng
lượng đầu vào, và phải có điều kiện thiếu hoặc kỵ khí cho quá trình loại bỏ P. Trạng
thái thông khí là do xảy ra các phản ứng hiếu khí ban đầu, làm giảm thời gian tuần
hoàn và giữ lại nồng độ chất nền ở mức thấp, điều này là quan trọng nếu tồn tại các
thành phần, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy với nồng độ hoạt tính cao.
 Mương oxy hóa
Đây là một dạng Aeroten cải tiến khuấy trộn hoàn chỉnh trong điều kiện hiếu khí
kéo dài, và nước chuyển động tuần hoàn trong mương. Mương oxy hóa có thể phân
thành 2 nhóm chính: liên tục và gián đoạn.
Mương oxy hóa gián đoạn có hình vành khăn sâu từ 0,9 – 1,5 m, hoạt động luân
phiên: thổi khí và lắng. Nạp và tháo nước chỉ tiến hành trong giai đoạn lắng vì vậy quá
trình xử lý có dạng bậc và nước thải sau xử lý có chất lượng tốt
Mương oxy hóa hoạt động liên tục loại 1: cũng đơn giản như mương oxy hóa
gián đoạn nhưng nước vào và ra liên tục đồng thời quá trình lắng diễn ra ở hai mương
bên hông, luân phiên nhau.

Hình 2.10. Mương oxy hóa

Mương oxy hóa liên tục loại 2: Rất gọn tuy nhiên trên thực tế rất khó bố trí trùng
khớp với chu kỳ lắng trong các mương bên hông. Lắng và tháo nước sạch diễn ra trong
vòng 30 – 40 phút. Trong thời gian này, lượng nước thải trong mương tăng tương ứng
với độ sâu ngập nước máy thổi khí cũng tăng
 Bể lọc sinh học
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 19


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định
trên lớp màng bám trên vật liệu lọc khi dòng nước thải trùm lên lớp màng này chất hữu
cơ được vi sinh vật chiết ra, sản phẩm của quá trình trao đổi sẽ được thải ra ngoài qua
màng chất lỏng, oxy được bổ sung nhờ hấp thụ từ không khí.

Hình 2.11. Bể lọc sinh học

 Đĩa sinh học
Là một hệ thống gồm một loạt các
đĩa tròn lắp trên cùng một trục cách nhau
một khoảng nhỏ, khi trục quay một phần
đĩa ngập trong máng nước thải, một phần
tiếp xúc với không khí, nhờ vậy mà chất
hữu cơ được phân huỷ nhanh.
Hình 2.12. Đĩa sinh học

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 20


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

2.3.2. Các công trình xử lý yếm khí
2.3.2.1. Công trình xử lý kị khí trong điều kiện tự nhiên:
 Ao hồ kỵ khí
Hồ kỵ khí dùng để lắng và phân hủy cặn bằng quá trình sinh hóa tự nhiên, dựa
trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Các vi khuẩn kỵ khí phá vỡ các
hợp chất hữu cơ trong nước thải, giải phóng khí CH4 và CO2. Lượng chất hữu cơ có
trong hồ có liên quan mật thiết đến lượng oxy xâm nhập vào hồ, nhằm duy trì điều
kiện kỵ khí trên bề mặt hồ. Hồ kỵ khí không có mặt của tảo, mặc dù đôi khi chúng vẫn
có thể hiện diện, chủ yếu là loài Chlamydomonas trên bề mặt. Hồ kỵ khí hoạt động rất
hiệu quả trong điều kiện khí hậu ấm. Hồ kỵ khí làm giảm lượng N,K,P và các vi sinh
vật gây bệnh bằng cách tạo bùn và giải phóng NH3 vào không khí
Nguyên lý hoạt động: Nước thải dẫn vào hồ được đặt chìm đảm bảo cho việc
phân phối cặn đồng đều trong hồ. Cửa xả nước ra khỏi hồ theo kiểu thu nươc bề mặt
và có tấm ngăn bùn không cho ra cùng với nước
2.3.2.2. Công trình xử lý kỵ khí trong điều kiện nhân tạo
 Bể lọc kỵ khí:
Trong bể này lắp đặt các giá thể sinh vật kị khí dính bám, là các vật liệu hình
dạng, kích thước khác nhau, đóng vai trò như vật liệu lọc. Các dòng nước thải có thể đi
từ dưới lên hoặc trên xuống. Các chất hữu cơ được vi khuẩn hấp thụ và chuyển hóa
thành CH4 và các chất khí khác. Các loại khí sinh học được thu gom tại phần trên của
bể

Hình 2.13. Lọc kỵ khí dòng chảy ngược và xuôi

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 21


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

 Bể tự hoại:
Là loại công trình xử lý bậc một đồng thời thực hiện hai chức năng: lắng nước
thải lên men cặn lắng, bể tư hoại có hình chữ nhật hoặc hình tròn trên bề mặt, xây
dựng bằng gạch, bê tông cốt thép hoặc bằng vật liệu composite. Bể được chia làm hai
hoặc ba ngăn các ngăn bể tự hoại được chia làm 2 phần: phần lắng nước thải và phần
lên men cặn lắng. Hiệu quả lắng của bể tự hoại phụ thuộc vào nhiệt độ và chế độ quản
lý vận hành bể

Hình 2.14. Bể tự hoại

 Bể lắng 2 vỏ
Bể lắng hai vỏ được Imhoff đề xuất năm 1906. Đó là bể chứa hình tròn hoặc hình
chữ nhật trên mặt bằng. Phần trên của bể là máng lắng, phần dưới là ngăn lên men bùn
cặn trong ngăn lên men bùn được giữ lại từ 2 - 6 tháng, phụ thuộc vào điều kiện nhiệt
độ nước thải và nhiệt độ môi trường. Nước chuyên động qua máng theo nguyên tắc
giống bể lắng ngang
 Bể UASB
Bể UASB được thiết kế bởi Lettinga và các cộng sự viên vào 1983 ở
Netherlands. Loại hầm ủ này thích hợp cho việc xử lý các chất thải có hàm lượng chất
hữu cơ cao và thành phần vật chất rắn thấp. Hầm ủ gồm 3 phần chính:
 Phần bùn đặc ở dưới đáy hầm ủ
 Một lớp thảm bùn ở giửa hầm
 Dung dịch lỏng ở phía trên.
SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 22


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Hình 2.15. Bể UASB

Nước thải được nạp vào hầm ủ từ đáy hầm, nó đi xuyên qua lớp thảm bùn rồi đi
lên trên và ra ngoài. Các chất rắn trong nước thải được tách ra bởi thiết bị tách chất khí
và chất rắn trong hầm. Các chất rắn sẽ lắng xuống lớp thảm bùn do đó nó có thời gian
lưu trữ trong hầm cao và hàm lượng chất rắn trong hầm tăng. Lúc hầm ủ mới bắt đầu
hoạt động khả năng lắng của các chất rắn rất thấp nhưng khi nó đã được tích trữ nhiều
và tạo thành các hạt bùn thì khả năng lắng tăng lên và sẽ góp phần giữ lại các VSV
hoạt động. Khoảng 80 - 90% quá trình phân hủy diễn ra ở thảm bùn này. Thảm bùn
này chiếm 30% thể tích của hầm ủ UASB.
 Bể mêtan:
Là công trình được xây dựng để lên men các lọai bùn cặn trong nước thải. Bể
được xây dưng bằng bê tông cốt thép, có dạng hình tròn trên bề mặt sản phẩm của quá
trình lên men chủ yếu là CH4 (chiếm 60 % lượng khí tạo thành.
Đối với việc xử lý nước thải sinh hoạt có yêu cầu đầu ra không quá khắt khe đối
với chỉ tiêu N và P, quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính là quá trình xử lý sinh
học thường được ứng dụng nhất.

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 23


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

1 ống dẫn cặn tươi
2 ống dẫn cặn chín
3 ống dẫn khí
4 van kiểm tra

Hình 2.16. Bể mê tan

2.3.3. Các công trình xử lý sử dụng phương pháp thiếu khí (anoxic)
Sau khi xử lý sinh học, nước thải có thể giảm được 90-98% BOD nhưng tổng N
chỉ giảm được 30 - 40% và khoảng 30 % lượng P, hàm lượng N,P vượt ngưỡng cho
phép thì phải xử lý bổ xung bằng phương pháp thiếu khí
Đây là quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ trong điều kiện không cấp thêm oxy
từ ngoài vào. Quá trình khử nitrat bao gồm việc oxy hóa các chất hữu cơ trong nước
thải, nitrat hoặc nitrit được sử dụng như là chất nhận điện tử thay cho oxy
Để khử nitrat trong nước thải người ta tạo điều kiện cho quá trình khử nitrát diễn
ra trong công trình bằng cách tạo ra vùng thiếu khí anoxic
Các hệ thống kết hợp khử nitrat phổ biến
 Hệ thống bardenpho (khử nitrat – nitrat hóa 4 bậc)
Đầu tiên, nước thải đi vào ngăn thiếu khí đầu tiên cùng với nước thải đã được
nitrat hóa tuần hoàn lại. Tại đây, xảy ra sự khử nitrat nhờ nguồn cacbon có sẵn trong
nước thải đầu vào, lượng hữu cơ cao nên sự khử nitrat xảy ra nhanh chóng tuy nhiên
NH3 chưa được xử lý tại đây mà nó đi vào bể hiếu khí và tham gia phản ứng nitrat hóa.
Nước thải sau khi nitrat hóa được đưa sang bể thiếu khí thứ 2. Tại đây, diễn ra
quá trình khử nitrat bổ sung, nhờ nguồn cacbon từ sự tự phân của vi sinh
Bể hiếu khí thứ 2 thì nhỏ có nhiệm vụ chủ yếu là đuổi N2 khỏi nước thải trước
khi đưa sang bể lắng

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 24


Đồ án môn xử lý nước thải
Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư Đại Nam

Hình 2.17. Hệ thống bardenpho

 Mương oxy hóa tuần hoàn
Ở mương oxy hóa ta cũng có thể tạo một vùng hiếu khí ngay sau thiết bị cấp khí
và một vùng thiếu khí ở phía trước thiết bị cấp khí. Nước thải sẽ đi vào tại đoạn đầu
của vùng thiếu khí và đi ra tại đoạn cuối của vùng hiếu khí. Nguồn cacbon cho quá
trình khử nitrat chính là cacbon trong nước thải. Một phần bùn của bể lắng 2 được tuần
hoàn vào đoạn đầu của vùng thiếu khí. Do chỉ có 1 vùng hiếu khí và 1 vùng thiếu khí
nêu hiệu quả khử N của mương oxy hóa kém hơn so với hệ thống bardenpho

Hình 2.18. Mương oxy hóa

SVTH : Nguyễn Khắc Đạt
GVHD : Huỳnh Thị Ngọc Hân
Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×