30 Bang III.3: Gia tri đặc trưng các thông số động học K, K, Y, Kạ trong qúa trình xử lý nước thải có thể lấy theo bẲng $du...---- se ststEttrrrerertrtrrtrrrrreririrrrrre 50 Bang IV.1:
Trang 1TRƯỜNG ĐHDL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ¢|
KHOA MOI TRUONG
ee Ox
LUAN VAN TOT NGHIEP
TINH TOAN THIET KE HE THONG XU LY ˆ
NUOC THAI CHO KHU CONG NGHIEP RACH BAP
HUYEN BEN CAT TINH BINH DUONG
CHUYEN NGANH: KY THUAT MOI TRUONG
Trang 2MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN sessssensnecsensnesess 1
MỤC LLỤC o «5555555 S2<556S5565655 2
CHUONG I: MO DAU . -«-s<ccs<©cc<<esessssee 6
L1 SU CAN THIBT CUA LUAN VAN iscscscssscssesscesescesssescseeeersessesessssseeecaenensseseeseates 6
(9090058079079 7
1.3 GIỚI HẠN CỦA LUẬN VĂN c c 5S vn ng 1 81 Tp 011111 tr grg 7
1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN - SG 193 311111 g0 11811 ve 7
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP 9
ILI VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐỊA HÌNH KHU CÔNG NGHIỆP RACH BẮP -ccccccccsees 9
TILL Vi tri Aid Uy nh he ga aannana 9
11) OO N7 nhe hee ốc na 9
IL.2 0090)/c5:(7v62)9)/c1e0/.0.‹{9 11 10
1.2.1 Qui mô hoạt động của KCN -sSẰằneehnhhhhhhrtrrrrrrrrrrrrrre 10
HI2.2 Các khu vực chức năng của KCN SSsằehhhhheehrnerrrrrerrrr Il
11.2.3 Các ngành công nghiệp đầu tư vào khu công nghiỆp -ceeeeeees 12
/U 88597171 765 nố a 12
IL3 HIỆN TRẠNG THOÁT NƯỚC THÁI KCN . - 55555 +ssssseeeeesrrerrre 14
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THÁI
CÔNG NGHIỆP 2 <s< << << se eseesseesesese « 15
IL.1 TONG QUAN VE XU LÝ NƯỚC THÁI CÔNG NGHIỆP -+ 5+ 5+2 15
HL2 NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƯỚC THẢI - - 6 - 55 +2 +*#E++etestrxeeeeeteeeree 15
IH.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI .-.- - - 5c sS+theetrrrsrersreesee 16
IH.3.1 Phương pháp xử lý cơ hỌC «-< se hhheeehhhheHhhhHhitHtdrrrtrrrrerrrrre 16
IIL3.1.1 Song chắn rác -s-5-+scetetetetrtrererirrrrrrrrrrriirrrrrirrrrrre 16
II3.1.2 Bể E1 00 nan 19
KIEN: n6 27
HHI3.2 Phương pháp xử lý sinh hỌC - «cà ằenheehhhhhhhhhhhtitrirerirerreree 34
IH.3.2.1 Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá sinh trong điều
Ki6n tu MHIEN 00 .ốố an 34
01 SN: nh Ô 34
III3.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng: 5c c>tntrrhthHhttretrrrrtrrrrrrrrrrrrrir 37
II.3.2.1.3 Khả năng áp dụng hồ sinh học - - -5-5+ss‡s+sttetertrererrrrrrirrrrrrririir 37
III.3.2.1.4 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lỌC -s‡ehneerrrrrrrrrrrrrrre 38
HI3.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá sinh trong điều kiện nhân tạo 38
Trang 3
HI.3.2.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đên khả năng làm sạch nước thdi cua Aerotank .42
III.3.2.2.2.4 Phân loại bỂ Aerotank cccccssctcceserretrtrrrrrrtrterirrrtirriririre 45
CHUONG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THÁI
KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BẮP - 56
IV.1 LỰA CHỌN COANG NGHỆ . 5S S Shin 11118111111 56
IV.2 TINH TOAUN THIEAT KEA PHƯƠNG AUN Ì - s55 tseese 57
IV.2.1 Sơ đô công nghệ hệ thống xử lý nước thải tập trung phương án Ì - 57
| IV.2.2 Thuyết minh quy trình . -ecsxeeeheterehhrrtrrrrrrrertrtrtrrirrrirrrrerrire 59
IV.2.3 Tính toán công trình đơn vị phương đn Ì -secnehnhhheehhentrrttrtrtt 59
TV.2.3.1 Ham bom nue thai eccccccssescssssssssssseesssseceseccssecessseeseessutessueessssensnecsneecaneeanseesueenseceeaes 59
CHUONGV: KHAI TOAN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THÁI VÀ LỰA
CHỌN PHƯƠNG ÁN -«-cs<ccssersssesssrrasrssee 106
XMẴZNx:09 c7 1 e na 106
| V.1.1 Vốn đầu tư cho từng hạn mục công trình . -ceeieerrerrrtrrrtree 106
V.1.2 Chỉ phí quản lý và vận hành . -c«eceenhhhhrrrrrtrrtrrrrrtrrrrrrrrdrrrrrrre 107 V.1.3 Tổng chỉ phí quản lý hàng HĂM -senseneehhhhhhhhhttrrttrrtrtrrrtrtrrte 108
V.1.4 Tổng chỉ phí đẦu tư -=csecerrttertererrrrtrrtrrrrerertrtrrrrrrire 109
| 3:09 c7 02 109
V.2.1 Vốn đầu tư cho từng hạng mục công trình . -«seehhernrrrrtrree 109
V.2.2 Chỉ phí quản lý và vận hành - -csenhehnhhrtrrrtrrrrrttrrrrrrrrrdrrsrerrrre 110 V.2.3 Tổng chỉ phí quản lý hằng HẶm -csnseneehhhhtrrrrttrrtrtrrrrtrrrrrree 111 V.2.4 Tong chi phi Qu tit.e.cccescescscscssscssssseneceneneseseneneseseseasscsesesenceneneenesnnenenesesnes 112 V.3 SOSAUNH VA LUA CHON PHƯONG AUN - - - <sssnshehehhtrrrrrrre 112
CHUONG VI: KET LUAN sessueseusssuesscvesneeeneceussensessseee 113
Trang 4+
SS: Suspended solid — Chất rắn lơ lửng
BOD: Bio — Chemical Oxygen Demand — Nhu cầu oxy sinh hóa COD: Chemical Oxygen Demand — Nhu cau oxy hóa học
KCN: Khu công nghiệp
KCX: Khu chế xuất
XLNT: Xử lý nước thải
ĐTM: Đánh giá tác động môi trường
KPH: Không phát hiện được
NXBXD: Nhà xuất bản xây dựng
NXBKHKT: Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật
UBND: Ủy Ban Nhân Dân
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
Trang 5
Bảng II.1: Qui hoạch sử dụng đất KCN Rach Bap ¬ 2
Bang III.1 : Các thông số điển hình cho việc thiết kế bể lắng cát thổi khí 23
;1.//8207.0017 178 100808 30
Bang III.3: Gia tri đặc trưng các thông số động học K, K, Y, Kạ trong qúa trình xử
lý nước thải có thể lấy theo bẲng $du se ststEttrrrerertrtrrtrrrrreririrrrrre 50
Bang IV.1: Thong sO thiét ké song CRGN AC w cecesesscsssesessseeeeeseeeneneseneneneeerenensees 63
Bảng IV 2: Thông số thiết kế bể lắng cát thổi khí -c-cceceessceeeereseeeee 67
Bảng IV.3: Thông số thiết kế bể điều hòa . - +5 +tttttttttrsreretertrrrrrerree 72
Bảng 1V.4: Bảng thông số thiết kế bể lắng đứng đợt Ì -ecec+s«eeeeee 77
Bảng IV.5: Thông số thiết kế bể AerOfdHkk . ccScsistetereterrrrrtrerererirrrrrrrre 88
Trang 6Eee
MO DAU
L1 Sự cần thiết của luận văn
Khu công nghiệp Rạch Bắp, được xây dựng với quy mô 278,6 ha tại huyện
Bến Cát, tỉnh Bình Dương theo Quyết định phê duyệt quy họach chỉ tiết số
4253/QĐÐ-CT ngày 03/11/2003 của UBND tỉnh Bình Dương Theo quy họach Khu
công nghiệp được phép tiếp nhận các loại hình công nghiệp ít gây ô nhiễm như:
Ngành công nghiệp may mặc,
- _ Ngành công nghiệp sản xuất gỗ mỹ nghệ xuất khẩu, trang thiết bị văn
phòng,
- Ngành công nghiệp nhẹ như đổ chơi trẻ em, dệt (không có công đoạn
nhuộm), da giày ( không có công đoạn thuộc da),
- _ Ngành công nghiệp điện máy, sản xuất máy móc, thiết bị phụ tùng,
- Ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, sửa chữa máy móc, cơ khí xây
dựng, các sản phẩm nhựa cơ khí, dụng cụ gia đình
Khu công nghiệp đang trong giai đoạn triển khai xây dựng cở sở hạ tầng,
| trong đó Khu công nghiệp phải xây dựng một hệ thống xử lý nước thải tập trung
với công suất 6000 mỶ/ngày.đêm Hệ thống xử lý nước thải này có nhiệm vụ tiếp
nhận nước thải đạt tương đương tiêu chuẩn loại C —- B, TCVN 5945 — 1995 (trừ các
chỉ tiêu kim lọai nặng và một số hóa chất độc hại khác phải đạt lọai A) từ các nhà
máy trong khu công nghiệp để xử lý lần 2 đạt tiêu chuẩn loại A, TCVN 5945 —
1995 (tương đương TCVN 6980 - 2001) trước khi thải ra sông Sài Gòn là nguồn
cấp nước sinh hoạt cho khu vực
Thông qua nghiên cứu ĐTM của khu công nghiệp Rach Bap, em dé xuat
phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu công nghiệp này theo công
a a
SVTH: Tran Thi Ngoc Quynh 6
Trang 7==—.Ắ——ŸỲỶG-
nghệ xử lý sinh học cổ điển Kết quả tính toán được thể hiện thông qua luận văn
tốt nghiệp đại học của em
L2 Nội dung luận văn
Luận văn được chia làm 6 chương
- Chương I: Mở đầu
Nêu lên sự cần thiết, nội dung, giới hạn và phương pháp thực hiện luận văn
- _ Chương II: Giới thiệu về khu công nghiệp Rạch Bắp
- Chương III: Tổng quan phương pháp xử lý nước công nghiệp
- _ Chương IV: Tính toán thiết kế các công trình đơn vị
- Chương V: Khai toán công trình xử lý nước thải
- Chương VI: Kết luận và kiến nghị
L3 Giới hạn của luận van
Nước thải từ các nhà máy của khu công nghiệp Rạch Bắp có mức ô nhiễm
thấp, mang đặc trưng của một khu công nghiệp mới hình thành đang phổ biến ở
khu vực tỉnh Bình Dương
Công nghệ xử lý nước thải để xuất theo phương pháp sinh học hiếu khí cổ
điển, cho phép xử lý nước thải với các thông số thiết kế đầu vào của hệ thống xử
lý đạt tương đương tiêu chuẩn loại B —- C theo TCVN 5945 — 1995
Thời gian thực hiện để tài trong 3 tháng (Từ ngày 11/10 đến 31 / 12 / 2004)
L4 Phương pháp thực hiện
Một số phương pháp thực hiện được áp dụng trong luận văn như sau:
- _ Phương pháp thống kê số liệu: Phương pháp này nhằm thu thập và xử
lý số liệu đầu vào phục vụ tính tóan thiết kế hệ thống xử lý nước thải
tập trung: điểu kiện địa chất, thủy văn, địa hình, lưu lượng thai, nong
độ các chat 6 nhiém
Trang 8==—ễễễễễễễỄễỄễễ
- Phương pháp so sánh: Phương pháp này nhằm đánh gía hiệu quả xử
lý nước thải đầu vào và ra theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945 —
1995, TCVN 6980-2001)
- _ Phương pháp phân tích chi phí lợi ích : Nhằm đánh gía hiệu quả kinh
tế trong quá trình xử lý nước thải của các phương án xử lý
- Phương pháp chuyên gia: lấy ý kiến của các chuyên gia về các nội dung liên quan đến luận văn
Trang 9=
Chuong II
GIỚI THIỆU VỀ KHU CÔNG NGHIỆP RẠCH BAP
IL.1 Vi tri địa lý, địa hình khu công nghiệp Rạch Bắp 1111.1 Vi tri dia ly
KCN Rạch Bắp thuộc huyện Bến Cát - Tỉnh Bình Dương cách trung tâm Thị
xã Thủ Dầu Một 20km, cách Thành Phố Hồ Chí Minh khoảng 35 km và cách
Thành Phố Biên Hòa khoảng 25 km Khu vực có vị trí thuận lợi về giao thông
đường bộ, đường sắt và đường không Nằm gần trục đường Quốc Lộ 13
Vị trí KCN nằm trên cửa ngõ phía Bắc Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam
Tiếp giáp với tỉnh Bình Phước, các tỉnh vùng cao nguyên và gần với ranh giới phía Đông Bắc Camphuchia, nên rất thuận lợi trong việc cung cấp nguyên liệu sản xuất
các ngành công nghiệp chế biến các mặt hàng từ nông - lâm sản, đặc biệt là các
loại cây cao su, cà phê, điều, các loại gỗ và các loại khoáng sản phục vụ sản xuất gốm sứ
Diện tích xây dựng KCN là 278,6 ha, giới hạn của khu đất như sau:
- Phía Bắc giáp với rừng cao su của Nông trường Cao su Phan Văn
Tiến
-_ Phía Nam giáp với đường nhựa 7A đi Thị trấn Mỹ Phước, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương và đất trồng cao su
- _ Phía Đông giáp với đất rừng cao su và đất vườn của dân
- Phía Tây giáp với tuyến đường nhựa tỉnh lộ ĐT 744 đoạn từ Thị xã Thủ Dầu một đi Thị trấn Dầu Tiếng
IIL.1.2 Địa hình
Khu đất KCN có độ cao tương đối cao, nhìn chung địa hình toàn khu có dạng
đất phẳng, cao độ chênh lệch không đáng kể, dốc về phía Tây hướng ra sông Sài
Gòn Độ dốc cục bộ về phía sông Sài Gòn tương đối lớn, đảm bảo cho việc tiêu SVTH: Trần Thị Ngọc Quỳnh 9
Trang 10——
thoát nước mưa, nước thải của KCN được dễ dàng Các tuyến cống thoát nước sẽ
được tính toán thiết kế đảm bảo độ dốc tối thiểu đạt 0,5%, các tuyến đường giao
thông phải đạt độ dốc 5 — 6% tránh ngập úng cục bộ
H.2 Nội dung hoạt động của KCN
KCN Rạch Bắp được đâu tư xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu đầu tư và phát
triển công nghiệp đang tăng cao tại khu vực, phù hợp với định hướng phát triển
của huyện Bến Cát cũng như quy hoạch phát triển kinh tế xã hội khu vực phía Bắc
của tỉnh Bình Dương
HI.2.1 Qui mô hoạt động của KCN
KCN Rạch Bắp triển khai xây dựng đây đủ hệ thống hạ tầng và tiện ích công cộng trên khu đất 278,6 ha, bao gồm:
- - Khu hành chính quản lý tập trung và cung cấp dịch vụ tiện ích cho toàn
KCN
-_ Đất đã có đủ hạ tầng kỹ thuật hoặc chưa san lấp mặt bằng để cho doanh nghiệp thuê xây dựng làm nhà xưởng trong thời gian 50 năm hoặc dài hơn phù hợp với qui định của pháp luật
- Hệ thống kho bãi để tổn trữ hàng hóa, nguyên liệu và vật tư cho các nhà
máy
- _ Hệ thống cấp nước Thoát nước, cấp điện, xử lý nước thải, xử lý chất thải,
hơi đốt, thông tin liên lạc phục vụ cho nội bộ KCN
- _ Các loại hình giải trí, ăn uống sinh hoạt, thé duc thể thao, y tế, trạm kinh doanh nhiên liệu, hơi đốt
Qui hoạch sử dụng đất KCN Rach Bap được tóm tắt trong bảng II.I
——ỶỶ-ỶẳỶ-.-aờợaẳẵằẳẵỗặinaợss-zsz.a.anẳarsananaananannnsanmnnenanm —rmas-.-ơnngaammmmmmmammmaaaaamammmmmmmmẮÒỐỐỀỀỀ CC nen
Trang 11=== ừỬ——_—_nn-
Bảng II.1: Qui hoạch sử dụng đất KCN Rạch Bắp
1 | Đất xây dựng nhà máy, kho hàng 191,8 68,84
Ngoai ra, trong mỗi nhà máy trong KCN sẽ dành một tỉ lệ diện tích để trồng
cây xanh cho tổng diện tích cây xanh trong toàn KCN đạt trên 15% tổng diện tích toàn KCN
II2.2 Các khu vực chức năng của KCN Bao gồm các khu vực chức năng sau:
Trung tâm điều hành và một số công trình dịch vụ KCN đặt tại khu vực trung tâm của toàn khu, liên kết các khu chức năng trong KCN là đầu mối tạo ra mối quan hệ giữa trong và ngoài KCN
Các ngành công nghiệp ít gây ô nhiễm, lượng công nhân làm việc đông được
bố trí gần tuyến giao thông chính ở phía Nam KCN
Các ngành công nghiệp có nước thải ô nhiễm được bố trí ở phía Bắc KCN
Nhóm ngành công nghiệp gây ô nhiễm được bố trí vào khu đất cuối hướng gió và cuối dòng nước chảy
Các ngành công nghiệp có nhu cầu vận tải lớn, vận chuyển nhiều hàng hoá cổng kểnh được bố trí sát trục đường chính, gần ở cửa ra vào KCN Các ngành công nghiệp có nhu câu vận chuyển ít, hàng hóa nguyên liệu gọn nhẹ được bố trí tại các vị trí ở xa trục đường chính
a
SVTH: Tran Thi Ngoc Quynh 11
Trang 12Sn
Các khu cây xanh vườn hoa trung tâm được bố trí tương đối đồng đều trong KCN, tại các vị trí có tầm nhìn thích hợp, tạo môi trường vi khí hậu và cảnh quan
cho toàn khu vực Tận dụng giữ lại các cây xanh sinh thái tại các vị trí hợp lý vừa
có tác dụng cải tạo môi trường sinh thái trong KCN, vừa là những khu vực cách ly giữa KCN với các khu vực xung quanh
Các công trình đầu mối như trạm truyễn tải điện và trạm bơm, trạm xử lý nước thải và điểm trung chuyển chất thải đặt ở góc phía Tây Bắc KCN
11.2.3 Cée ngành công nghiệp đầu tư vào khu công nghiệp
Bao gồm các ngành công nghiệp sau:
Công nghiệp chế biến nông lâm sản, đặc biệt là sản phẩm từ cao su
- - Ngành công nghiệp may mặc
- Ngành công nghiệp sản xuất gỗ mỹ nghệ xuất khẩu, trang thiết bị văn
phòng
- Ngành công nghiệp nhẹ như đồ chơi trẻ em, dệt, da giày (không có công đoạn thuộc da)
- _ Ngành công nghiệp điện máy, sản xuất máy móc và thiết bị phụ tùng
- - Ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, sữa chữa máy móc và cơ khí xây dựng
- _ Các sản phẩm nhựa kim khí, dụng cụ gia đình
II.2.4 Cơ sở hạ tầng KCN
a Hệ thống đường giao thông
Diện tích đất giao thông nội bộ : 38,169 ha
Chiều dài đường giao thông nội bộ: Tổng chiêu dài là 18,225km
Gồm đường trục chính trong KCN rộng 40m, 30m, các đường nhánh KCN có
Trang 13
Nguồn cung cấp nước cho KCN là do Nhà máy nước Rạch Bắp lấy nước thô
từ sông Sài Gòn để xử lý cung cấp cho KCN Với định mức nhu cầu sử dụng nước
trung bình là 40 mỶ/ha thì nhu cầu sử dụng nước sạch của KCN Rạch Bắp được ước
tính như sau: 278,6ha * 40 m”/ha = 11.144 m”/ha
c Cap điện
Nguồn cung cấp điện cho KCN theo quy hoạch là mạng lưới điện cao áp
Quốc gia tuyến 240 KV chạy từ Thị trấn Mỹ Phước - Bến Cát về xã An Tây đến đường 7A vào đầu KCN Rạch Bắp
Lưới điện KCN Rạch Bắp sẽ sử dụng cáp lưới điện nổi nhằm giảm kinh phí đầu tư ban đầu và thuận lợi cho công tác quản lý và vận hành
d Thoát nước mưa Hướng thoát: Xả ra sông Sài Gòn
Hệ thống thoát: Dùng hệ thống cống tách biệt hoàn toàn với nước thải
Mạng lưới: Dùng mạng lưới cống phân tán theo từng địa hình khu vực nhỏ để
giảm kích thước cống
Kết cấu: Dùng cống hộp và cống tròn bêtông cốt thép
e Thoát nước thải Nước thải từ các nhà máy trong KCN sẽ được xử lý cục bộ đạt tiêu chuẩn tương đương loại B — C theo TCVN 5945 — 1995, sau đó sẽ được thu gom theo các
tuyến cống nội bộ bằng ống PVC kết hợp ống BTCT đúc sẵn đến trạm xử lý nước
thải tập trung để xử lý đạt loại A theo TCVN 5945 —- 1995, trước khi thải theo
tuyến cống riêng ra sông Sài Gòn là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho khu vực
Để đảm bảo khả năng làm việc có hiệu quả của trạm xử lý nước thải tập trung, toàn bộ nước thải từ các nhà máy trong KCN buộc phải xử lý cục bộ đảm
bảo các thông số và nổng độ nhỏ hơn hoặc bằng chỉ số quy định tại cột B - C,
TCVN 5945 — 1995, điều này là cần thiết để tránh hóa chất còn sót lại trong nước
Trang 14
thải gây ăn mòn cống hoặc gây ra phản ứng hóa học trong cống thu nước thải hoặc
ảnh hưởng tới việc xử lý nước thải tập trung bằng phương pháp sinh học hiếu khí
IL3 Hiện trạng thoát nước thải KCN
Hiện tại, KCN đang trong quá trình triển khai xây dựng cơ sở hạ tầng nên chưa có hệ thống thoát nước chung Nước mưa và nước thải từ các hộ dân chủ yếu
là tự thấm và thoát nước tự chảy theo độ dốc tự nhiên về phía Tây và Tây Bắc của
KCN ra sông Sài Gòn
SVTH: Trần Thị Ngọc Quỳnh 14
Trang 15
Chương III
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC THÁI CÔNG NGHIỆP
HI.1 Tổng quan về xử lý nước thải công nghiệp
Hiện nay, ở Việt Nam hiện trạng nguồn nước bị ô nhiễm chủ yếu từ các
ngành sản xuất là vấn để cần phải được giải quyết Hầu hết các xí nghiệp, KCN,
KCX ở Việt Nam chưa có đủ hệ thống xử lý nước thải riêng, mà hầu như nước thải
được tập trung xử lý tại một nơi hoặc cho tự thải ra sông, rạch Chính diéu nay
làm cho môi trường nước ở Việt Nam bị ô nhiễm trầm trọng Đứng trước thực trạng
nguồn nước bị ô nhiễm hiện nay Nhà nước đã có chính sách di chuyển các nhà
máy sản xuất gây ô nhiễm môi trường di dời về các khu công nghiệp, thu phí nước
thải đối với các nhà máy từ ngày 01/01/2004 Hy vọng rằng với những chính sách
hợp lý này sẽ góp phần cải thiện môi trường ở Việt Nam ngày càng tốt hơn, đặc
biệt là môi trường nước
II.2 Nguồn gốc phát sinh nước thải
Nước thải công nghiệp được tạo ra từ các qúa trình sản xuất khác nhau của
nhà máy Tùy theo từng công nghệ sắn xuất mà nước thải có thành phần và nồng
độ các chất ô nhiễm khác nhau như :
Nước thải của nhà máy chế biến thực phẩm bị ô nhiễm chất hữu cơ cao
Nước thải của nhà máy sản xuất linh kiện điện tử có chứa hàm lượng kim loại
nặng cao
Nước thải của nhà máy chế tạo cơ khí có nồng độ SS, pH, COD cao v.v
Thành phần gây ô nhiễm chính của nước thải công nghiệp là chất vô cơ ( từ
các nhà máy luyện kim, nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, ) và các chất hữu cơ
dưới dạng hòa tan thông qua chỉ tiêu BOD, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học
—=sễỶïỈïẳzơz‹.srsraắẳắrnrnarnrnrnrnrnrnaắẳ-7-%Œœ<ayazsaz-ơợ-ơơx>aaasasas>szïrmmaaaaaammmmmmmaammmmammmmm
SVTH: Trần Thị Ngọc Quỳnh 15
Trang 16]- ————— nna-ỶniniỶẳzờờaaa
(thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ ), một số chất hữu cơ có thể gây độc hại cho thủy
sinh vat (toluene, benzene, nitrophenol )v.v
Ngoài ra, trong nước thải công nghiệp còn có thể chứa các chất nổi, dầu mỡ,
các chất lơ lửng, các chất dinh dưỡng với hàm lượng cao
— Với hàm lượng chất lơ lửng là một chỉ tiêu cơ bản để đáng giá chất lượng
nước thải Căn cứ vào chỉ tiêu này ta có thể tiến hành thiết kế các loại bể lắng và
xác định số lượng cắn lắng
Hàm lượng BOD là chỉ tiêu dùng để tính toán công trình xử lý sinh học Với
nguồn nước khác nhau, đôi khi cùng một nguồn nước nhưng ở những thời điểm
khác nhau thì chỉ tiêu BOD có gía trị khac nhau
III.3 Các phương pháp xử lý nước thải
Tùy theo đặc trưng nước thải từng ngành công nghiệp mà các phương pháp
xử lý đa dạng hơn Trong thực tế người ta thường áp dụng kết hợp với những
phương pháp xử lý khác nhau
HII3.1 Phương pháp xử lý cơ học
Trong nước thải sản xuất thường có các loại tạp chất rắn với nhiều kích thước
khác nhau bị cuốn theo như cát, sỏi, bao bi chất dẻo, giấy, hàm lượng chất lơ lửng
v.v Phương pháp xử lý cơ học để tách các chất không hoà tan trước khi đưa vào
các công trình xử lý hóa lý, sinh học
Để tách cặn, rác người ta thường sử dụng:
HI3.1.1 Song chắn rác
Chức năng của song chắn rác nhằm giữ rác bẩn thô có kích thước lớn ở trước
song chắn, còn các tạp chất có kích thước nhỏ hơn sử dụng lưới chắn rác Nhằm
tạo điều kiện thuận lợi trong qúa trình vận hành hệ thống xử lý không làm tắc
bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Do đó, Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ
nhằm tạo điều kiện tốt cho qúa trình xử lý nước thải sau đó
—raaeasssễsa>aa>ass>zses==sa>sïmmasz-sễẳễẳ-ằẳxssxmxsaeamaeaaaaaaaaamaaaaaannaaanm
Trang 17
Song chắn rác thường làm bằng kim loại, đặt nghiêng so với mặt nằm ngang một góc 45 — 60 để thuận lợi trong qúa trình cọ rửa
Song chắn rác bao gồm các thanh đan xếp cạnh nhau
1 Các thông số kỹ thuật của song chấn rác như sau:
- _ Xác định kích thước mương đặt song chắn
- - Số lượng song chắn
- _ Tổn thất áp lực qua song chắn
- - Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở : b = 16 +25 (mm), tùy thuộc vào từng loại rác và kích thước mà chọn khoảng cách giữa các khe
- _ Vận tốc trung bình qua các khe: v = 0,8 +1 (m/s)
- _ Góc nghiêng đặt song chắn là: œ= 45 — 60, thường chon a= 60°
- Chiều sâu lớp nước đặt trước song chắn: h¡ = 0.5 m
- —n: Số khe của song chắn
- dmạx: lưu lượng tối đa của nước thải (m”/s), theo nhu cầu đầu vào
b: khoảng cách giữa các thanh, chọn b = 16 +25 (mm) v: Vận tốc trung bình qua các khe: v = 0,8 +1 (m/s)
h¡: độ sâu lớp nước đặt trước song chắn (m) k: hệ số tính đến sự thu hẹp của dòng chảy ( k = 1.05), nhằm giảm vận tốc nước
b Chiều dài tổng cộng của song chắn
Bs=S(n-1)+b*n (m)
SVTH: Trần Thị Ngọc Quỳnh 17
Trang 18—
Trong đó:
Bs: Chiểu dài tổng cộng của song chắn (m)
b: khoảng cách giữa các thanh, chọn b = 16 +25 (mm)
n: số khe hở giữa các thanh
- §:bé day của thanh song chắn: s = 8 +10 mm, thường lấy s= 8 mm
c Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn
B,- By,
I, = =
2fg 0 (m)
Trong đó:
- _ l¡: Chiểu dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn (m)
- _ B,: Chiểu dài tổng cộng của song chắn (m)
-_ Bụ: Chiểu rộng mương dẫn nước tới và ra khỏi song chắn (m)
- %:LA géc nghiéng cia chỗ mở rộng, ? = 15” - 20°,thudng lay ? = 20
d Chiều dài đoạn thu hẹp sau
Trong đó:
-_ l¡: Chiểu đài đoạn kênh mở rộng trước song chắn (m)
- _ l;: Chiểu phần mở rộng sau song chắn (m)
Trang 19
- _ Š; Hệ số tổn thất cục bộ
4/3
é ='(š] *sin @
- a: Géc nghiéng dat song chan theo mat bang
- B He sé phụ thuộc hình dạng thanh song chắn, với loại thanh đã chon
tra theo bang 2 — 2 trang 33 tài liệu “XLUNT - của PGS.PTS Hoàng
Huệ NXBXD Hà Nội, năm 1996 ”
Thanh song chắn có thể dùng tiết diện tròn, chữ nhật, bầu dục Trong thực
tế, tiết điện tròn có tổn thất thủy lực nhỏ nhưng ít sử dụng vì rác dễ dính chặt vào
thanh đan gây khó khăn cho công việc cào rác Được sử dụng nhiều là tiết diện
hình chữ nhật nhưng loại này có tổn thất thủy lực lớn
HI3.12 BỂlắng cát
Bể lắng cát thường dùng để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan ra khỏi
nước thải đó chính là cát, nhằm đảm bảo cho các thiết bị cơ khí như máy bơm
không bị cát, sổi bào mòn chóng hỏng, tránh tắc nghẽn các đường ống dẫn và gây
ảnh hướng xấu đến hiệu suât làm việc của các qúa trình xử lý tiếp theo
Trang 20
ee
as
Nước qua bể lắng dưới tác dụng của trọng lực ,, cát nặng sẽ lắng xuống đáy
và kéo theo một phần chất đông tụ
Do đó, xây dựng bể lắng cát cho các công trình xử lý nước thải khi lưu lượng
lớn hơn 100 m”/ngày,đêm là cần thiết
Theo nguyên lý làm việc, ta chia bể lắng cát thành hai loại:
- Bể lắng cát ngang
- Bể lắng cát đứng
1 Bé ldng cát ngang
Bể lắng cát ngang nước chảy thẳng thường có hố thu cát ở đầu bể Cát được
cào về hố thu bằng cào sắt và lấy ra bằng bơm phun tia, máy bơm cát hoặc các
phương tiện gàu xúc Các hạt cát và những hạt nhỏ không hòa tan trong nước thải
khi đi qua bể lắng cát sẽ rơi xuống dưới đáy dưới tác dụng của lực hấp dẫn bằng
tốc độ tương ứng với độ lớn và trọng lượng riêng của nó Tốc độ chuyển động của
dòng chảy và tốc độ rơi của các hạt cát tỷ lệ thuận với nhau
Trong thực tế bể lắng cát thường được thiết kế hai đơn nguyên để luân phiên làm việc và cào cặn Bể lắng cát ngang có hệ thống tiêu nước ở đáy, mương xả
thường xây giữa hai ngăn, ở đáy bể có máng lõm để đặt hệ thống tiêu nước Ống
tiêu nước làm bằng bêtông hay bằng sành với đường kính 0.1mm, phía trên đổ một
lớp đá dăm dày 0.2 — 0.3m Sau một thời gian cặn đã lấp đầy đáy, người ta khóa
van nước ở đầu và cuối bể lại Mởi khóa trên ống tiêu nước để hút hết nước trong
bể ra và một đến hai ngày sau khi cặn đã hút hết nước ta tiến hành lấy cát ra
œ Các thông số khi thết kế bể lắng cát ngang
- _ Vận tốc dòng chẩy trong bể không vượt qúa 0.3 (m/⁄s), với vận tốc như vậy cho phép các hạt cát, sỏi hay các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy cao
- _ Thời gian lưu nước lại t = 45 — 90 giây, thường chọn 60 giây
eee
Trang 21Eee EEE
- _ Chiều sâu bể lắng cát ngang nằm trong khoảng từ : H = 0,25 + 1m
- _ Tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều sâu bể thường: B /H=1:2m
® Công thúc tính toán bể lắng cát ngang
a Chiều dài bể lắng cát ngang được tính theo công thức
| - - V„ạ„: Tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng ứng với lưu lượng
lớn nhất, V„„„ = 0,3 (m/s) [Theo giáo trình công nghệ xử lý nước thải của Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, NXBKHXKT Hà Nội, 1999]
- _ hạ: Chiểu sâu phần lắng của bể (hị = 0.25 +1mm)
- Uạ: Độ lớn thủy lực của hạt cặn với đường kính 0.2 + 0.25 giữ lại
- - F: Diện tích mặt thoáng của nước thải (m;)
- - Qạạ„: Lưu lượng nước thải (m?/s) Vmax: TOc 6 chuyén déng ctia nuéc thai trong bé (m/s)
Up: D6 lớn thuỷ lực của hạt cặn (m/S), +
21
Trang 22- _———_ -ẳẵẳÿỲẳšzẽẳằớẳẳ
c Chiều rộng tổng cộng của bể lắng cát ngang
Trong đó:
- _ B: Chiểu ngang tổng cộng của bể lắng cát (m)
- _ F: Diện tích mặt thoáng của nước thải (m?
- _ L: Chiểu dài bể lắng cát ngang (m)
d Thể tích của bể lắng cát ngang tính theo công thức sau:
W.=Q.T
Trong đó:
- Wc: Thể tích của bể lắng cát ngang (m?)
| - —Q: Lưu lượng nước thai (m’/s)
- —T: Thời gian lưu nước 30 +60 giây
e Chiều cao lớp cát trong bỂ lắng
h, =5 FB
Trong đó:
- _ hạ: Chiểu cao lớp cát trong bể lắng (m)
- _W,: Thể tích của bể lắng cát ngang (m”)
F: Diện tích mặt thoáng của nước thải (m?
- _ B: Chiểu ngang tổng cộng của bể lắng cát (m) ƒ_ Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang
Trang 23=—Ẽ
2 Bểlắng cát sục khí
Trong hệ thống xử lý, nước thải trước khi đưa qua các công trình phía sau cần
phải qua bể lắng cát với mục đích bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi bị mài mòn, giảm sự lắng đọng của vật liệu nặng trong ống, kênh, mương dẫn nước thai .,
giảm số lần súc rửa các bể phân hủy cặn do tích tụ qúa nhiều cát
Bể lắng cát sục khí có cấu tạo giống như bể lắng ngang Dọc theo chiều
ngang một bên vách của bể đặt hệ thống ống sục khí nhằm tạo cho nước thải chuyển động theo quỹ đạo tròn và xoắn ốc quanh trục theo hướng dòng chảy Do vận tốc ngang trong vòng xoắn ốc lơn nên các hạt cặn hữu cơ lơ lửng không lắng
xuống, nên trong thành phần cặn lắng chủ yếu là cát từ 90 - 95% Hiệu suất làm việc của bể lắng cát có sục khí khá cao
Bể lắng cát sục khí cần có chiéu sâu ít nhất bằng 2m để tạo nên vòng xoáy
có hiệu quả
Tỷ số giữa chiểu rộng và chiểu sâu bể vào khoảng: B /H = 1,5 : l
Đầu phân phối khí đặt cách đáy bể một khoảng từ 0,45 — 0,6m
Bang III.1 : Các thông số điển hình cho việc thiết kế bể lắng cát thổi khí
Các thô a Gia tri
ac mons So Khoang Dién hinh Kích thước
Chiều sâu, m 2-5
Chiều rộng, m 2,5-7
Chiéu dai, m 7,5 -20
Tỷ số chiều rộng / chiều sâu 1:1— 5:1 1,5 - 1
Thời gian lưu nước khi lưu lượng có 2-5 3
Trang 24ẳ —————_—_-
Trong đó:
- _ V: Thể tích bể lắng cát (m”)
Q„„„: lưu lượng nước qua bể lắng (mỶ”/s)
- _ t: thời gian lưu nước trong bể (s), chọn theo bảng III.1
b Chiêu cao thiết kế của bể
H=h+h;
Trong đó:
- _ h: chiểu cao công tác bể lắng cát (m)
- _ hạ: chiểu cao dự trữ của bể (m)
c Chiêu dài của bể lắng cát thổi khí
- _ Q¿: Lượng không khí cần cấp (m”/ phút)
a
Trang 25
- L: Chiéu dài bể lắng cát (m)
- q„: Cường độ không khí cần cung cấp trên một mét chiều dài bể,
chon theo bảng III.1
#_ Công suất máy nén khí cân thiết cho sục khí ở bể điều hòa
y-34400°”~DØ,
1027
Trong đó:
- _ Q„: Lưu lượng không khí cần cung cấp (mỶ/s)
- 1: Hiệu suất máy bơm, thường n= 0,75 — 0,8
- _ p: áp lực của khí nén (at) (Được tính theo công thúc 149 theo tài liệu XLNT - PGS.TS Hoàng Huệ, trang 122)
- _ h: Mực nước cao nhất trong bể (m)
- hg, hg, hạ: Tổn thất áp lực theo chiểu dài, cục bộ và của ống phân
- _ Tính toán bể lắng cát đứng thường dựa theo tải trọng phân bố lên bể
mặt bể, thường lấy khoảng 100 — 130 m”/mỸ
SVTH: Trần Thị Ngọc Quỳnh 25
Trang 26ỮẮẳ.ồ.ẳ ——-nun-i-ẳẰỶ-Ỷ-Ỷ-ẳ-Ỳ.ẳ-ẳẵẫằẳằẳằẳnn
- - Tốc độ nước chảy trong máng thu, V = 0,4 (m/s)
- Chiểu cao phân hình trụ của bể được xác định với thời gian lưu nước
- _ hạ: chiểu cao công tác của bể lắng (m)
- _ V: Tốc độ nước chảy vào mang (m/s)
- _ f; thời gian lưu nước (g1ây)
c Chiều sâu tổng cộng của bể lắng cát đứng tính theo công thức:
Trang 27Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng:
- - Lưu lượng nước thải;
Trang 28Bể lắng cát ngang có mặt bằng là hình chữ nhật Nước thải đi vào vùng phân
phối đặt ở đầu bể lắng, qua vách phân phối, nước chuyển động đều vào vùng lắng,
thường cấu tạo dạng máng có lỗ
Bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên 15000 m”/ngày
Hiệu suất lắng đạt 60% Trong bể lắng thường chia bể ra thành nhiều đơn nguyên để phân phối đều nước
® Các thông số tính toán:
- _ Tấm chắn cao hơn mực nước từ 0,15 — 0,2 m và sâu hơn mực nước
- _ Tấm chắn đặt cách máng phân phối từ 0,25 — 0,5m
- Độ đốc hố thu cặn không nhỏ hơn 45°
-_ Đáy bể làm dốc ¡ = 0,01 -0,001, thường chọn i = 0,01 để thuận tiện khi cào gom cặn ra khỏi bể lắng
- Tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng ngang, thường lay V = 0,007 — 0,005 m/s
a
SVTH: Tran Thi Ngoc Quynh 28
Trang 29
- _ F: Diện tích mặt thoáng của bể (m?
- _ Q: Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm (m”/ngày đêm)
- _ V: Tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng ngang (m/$)
b Chiều cao xây dựng bể lắng ngang tính theo công thúc:
H=h¡;+h;ạ+h; + hạ Trong đó:
- _ H: Chiểu cao xây dựng của bể lắng (m)
- _ hị: Chiểu sâu làm việc của bể (m)
- _ hạ: Chiểu cao lớp chứa cặn (m)
- _ hạ: Chiểu cao lớp nước trung hòa, thường chọn hạ = 0,4m
- _ hạ: Chiểu cao thành bể cao hơn mực nước,
- _ L: Chiểu dài của bể lắng ngang (m)
V: Tốc độ chuyển động của nước thải trong bể lắng, thường lấy V = 0,007 — 0,005m/s
- _ H: Chiểu cao xây dựng của bể lắng (m)
- _ k:Hệ số lấy theo loại bể lắng và kết cấu của thiết bị phân phối và thu
Trang 30
- _ Uạ: Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lửng (m/$)
d Tốc độ lắng của hạt cặn lơ lằng tính theo công thức:
H: Chiều cao xây dựng của bể lắng (m)
- k:Hé số lấy theo loại bể lắng và kết cấu của thiết bị phân phối và thu
nước, k = 0,5
- a: Hé sé, tinh dén su ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt của nước
thải, lấy theo bảng IH.2
Bảng IIIL2: Bảng hệ số œ
Nhiệt độ trung bình của
20 15 10 nước thải, °C 60 |50 40 130 25
Bể lắng đứng có kết cấu đơn giản, thông thường đường kính của bể không
vượt qúa 3 lần chiểu sâu công công tác
Nước thải được đưa vào ống phân phối ở tâm bể với vận tốc từ 0,03 — 0.1 m/s Nước thải được đưa vào máng dẫn nước vào ống trung tâm, sau khi nước thai
ra khỏi ống trung tâm va vào tấm chắn đòng, nước thải thay đổi hướng chay ti
đứng sang ngang rồi dâng lên theo thân bể Nước thải đã lắng trong tràn qua máng
SVTH: Trần Thị Ngọc Quỳnh 30
Trang 31
==—————ễễễễỄễễễễễ thu đặt xung quang đi ra ngoài Trong qúa trình nước thải dâng lên theo thân bể thì cặn lắng xuống hố thu
Để cặn lắng tự chảy đến hố thu thì góc tạo bởi tường đáy bể và mặt nằm
ngang không làm nhỏ hơn 45”
œ Các thông số tính bể lắng đứng
- _ Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng đứng t = 1,5 giờ JTheo tài hiệu XLNT của PGS.PTS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 1996]
- _ Khoảng cách từ miệng loe ống trung tâm đến tấm chắn là 0,25 - 0,5
(m), chọn 0,4 (m) ) [Theo tai hiệu XLNT cia PGS.PTS Hoang Hué, NXBXD Hà Nội, 1996]
œ Công thức tính bể lắng đứng a._ Diện tích ống trung tâm xác định theo công thức:
h
p, = Sa
Trong đó:
- _ F¡: Diện tích ống trung tâm (m)
- _ Qœ": lưu lượng nước thải trung bình gid (m*/h)
- - V: Vận tốc nước chảy qua ống trung tâm V = 0,03 — 0,1 m/s [Theo
tài liệu XLNT của PGS.PTS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 1996]
b Duong kính ống trung tâm
Trong đó:
- _ d: Đường kính ống trung tâm (m) -_ Eị: Diện tích ống trung tâm (m”) c Đường kính phần loe ống trung tâm
Trang 32
— ằằ ẮỒẦỒÖẼ`—
D, = 1,35 * d
Trong đó:
- _ Dị: Đường kính phần loe ống trung tâm (m)
- _ d: Đường kính ống trung tâm (m)
d Đường kính tấm chắn
Dc = 1,3 * Dụ, Trong đó:
- D,: Đường kính tấm chắn (m)
- D,: Đường kính phần loe ống trung tâm (m)
e Diện tích của bể lắng đứng xác định theo công thúc:
- _ Q„": lưu lượng nước thải trung bình giờ (m?/h) _ Diện tích tổng cộng của bể lắng
F=F,+F, Trong đó:
- _E: Diện tích tổng cộng của bể lắng (m”)
- F,:Dién tích ống trung tâm (m')
Trang 33hy= v * t
Trong đó:
- hy Chiều cao của vùng lắng (m)
- —v: Tốc độ nước dâng trong bể lắng, thường v = 0,5 -0,6 mm/s (Theo giáo trình công nghệ XLNT của Tì rần Văn Nhân và Ngô Thị Nga,
Trang 34
ầẳ-ồồ ẦẮ ẳ.ẳ Ắ _——ỪỪ——— — -.-ằẳằẵnn
HII3.2 Phương pháp xử lý sinh học
Nước thải trong các ngành công nghiệp như công nghiệp thực phẩm, công nghiệp thủy sản v.v có chừa nhiễu chất hữu cơ hòa tan như : hợp chất chư nitơ,
protêin, hydratcacbon có thể đừa vào xử lý nước thải bằng phương sinh hoc
Phương pháp này dựa trên hoạt động sống của vi sinhh vật để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải thành những chất vô cơ, CO; và nước
Phương pháp xử lý được chia làm hai loại:
Phương pháp yếm khí: Là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí hoật
động sống không cần có sự cung cấp của oxy
Phương pháp hiếu khí: Là phương pháp sử dụng các vi sinh vật có sẵn trong tự
nhiên, hoật động sống của vi sinh vật cần cung cấp oxy và nhiệt độ duy trì từ 20 —
40°C
111.3.2.1 Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá sinh trong điều
kiện tự nhiên
IH.3.2.1.1 Hồ sinh vật
Hồ sinh vật là các ao hồ có sẵn trong tự nhiên hoặc nhân tạo Trong hồ diễn
ra qúa trình oxy hoá sinh hoá các chất khoáng, các chất bẩn hữu cơ do các vi
khuẩn, tảo, các loài thuỷ sinh vật khác nên tốc độ oxy hóa xảy ra chậm, nên thời
gian lưu nước trong hổ lớn khoảng từ 30 — 50 ngày.Các vi sinh vật sử dụng oxy
hoà tan trong nước cũng như lượng oxy sinh ra từ quá trình quang hợp nước thải
của rêu, tảo Ngược lại, rêu, tảo sử dụng CO¿, NH¿”, photphat được giải phóng ra
từ qúa trình phân hủy các chất hữu cơ để thực hiện qúa trình quang hợp
Phương pháp này có một số ưu và nhược điểm sau:
Trang 35- Đây là phương pháp rẻ nhất, dễ thiết kế và xây dựng, dễ vận hành,
không đòi hỏi cung cấp năng lượng chủ yếu sử dụng năng lượng từ mặt
trời
- Có khả năng làm giảm các vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải
xuống mức thấp nhất;
- _ Có khả năng loại được các chất hữu cơ, vô cơ tan trong nước;
- Hệ vi sinh vật hoạt động ở đây chịu đựng được nong độ các kim loại
nặng tương đối cao ( > 30 mg/])
Hồ sinh vật có thể phân thành 3 loại hồ sau:
a Hồ sinh vật hiếu khí:
Loại hồ này có kích thước nông từ 0,3 — 0,5m, qúa trình oxy hóa các chất bẩn
hữu cơ nhờ vi sinh vật hiếu khí Hồ này gồm có:
Hồ làm thoáng tự nhiên: Oxy từ không khí dễ dàng khuyếch tán vào lớp nước phía trên và ánh sáng từ mặt trời làm cho tảo phát triển, tiến hành quang hợp thải
ra oxy Để đảm bảo cho ánh sáng qua nước thì chiều sâu của hồ thường từ 30 - 40
cm, thời gian lưu nước trong hồ khoảng từ 3 - 12 ngày
Vì độ sâu nhỏ, thời gian lưu nước dài nên diện tích hổ lớn để đảm bảo điều
kiện hiếu khí cho toàn bộ nước trong ao, hiệu quả làm sạch khoảng từ 80 — 95%
Vì vậy, nó chỉ hợp lý về kinh tế khi ta kết hợp việc xử lý nước thải với nuôi trồng
thuỷ sản cho mục đích chăn nuôi và công nghiệp
—-rzraaassơơanazơợơgơợơợơơợơợơợơơơơơ-.-‹‹Z.‹sễ-ơơờợớ‹iễnzơờợẵẳơợnaasasasaszZzrZ7Ý-ẳềẽo-<xsễz-.ơơơmmaanannaanaaanaannn
Trang 36
==
Hồ làm thoáng nhân tạo: Nguồn oxy cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí trong nước hoạt động là các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học Vì khí được cung cấp nhân tạo nên độ sâu của hồ có thể từ 2 - 4.5m, thời gian lưu nước
trong hồ có thể từ 1 - 3 ngày
b Hồ sinh vật ky khí
Hồ sinh vật ky khí là loại hỗ sâu, không có điều kiện hiếu khi Các vi sinh
vật hoạt động sống không cần ôxy từ không khí, chúng sử dụng ôxy từ các hợp chất như sulphat, nitrat để ôxy hóa các chất hữu cơ thành axit hữu cơ, CO;, HO
Hồ dùng để lắng và phân huỷ cặn lắng ở bùn đáy bằng phương pháp sinh hóa
tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật ky khí
Hồ này thường dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn cao, ít dùng cho xử lý nước thải sinh hoạt, vì nó gây mùi hôi thối khó chịu Ao này khi xây dựng phải đặt cách xa khu dân cư và các xí nghiệp thực phẩm từ 1,5 - 2km
Để duy trì diéu kiện ky khí và giữ ấm nước cho hồ trong điều kiện mùa đông thi chiều sâu hồ phải lớn, thường khoảng 2.4 - 3.6m
Hồ khi xây dựng nên có 2 ngăn: Một ngăn làm việc còn l ngắn để dự phòng
khi xả bùn trong hồ
c Hồ sinh vật tuỳ nghỉ
Loại hổ này thường gặp trong điều kiện tự nhiên Phần lớn các ao hồ thường
là hồ tuỳ nghi Hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi nhất trong các hồ sinh học Trong hỗ này thường xảy ra hai quá trình song song: Quá trình ôxy hóa hiếu
khí chất nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân huỷ mêtan cặn lắng Loại hồ này nếu
xét theo chiều sâu của nó có thể chia ra 3 vùng:
- _ Lớp trên là vùng hiếu khí: Vi sinh vật hiếu khí hoạt động
- _ Lớp giữa là vùng trung gian: Vi sinh vật tùy nghĩ hoạt đọat
- _ Lớp dưới là vùng ky khí: Vi khuẩn lên men metan hoạt động
—Ỷ—=ễTỶẳễ.ễ-Z‹œơợaaợ‹ơợơ-‹ớýẳẳễễợœ zz-z-‹yẳaơ‹ơờœơœơằẳẶẳšẫcễỶờẳớïẳssss.zơaaa>a>ama>axssasarzaazssmaammammaaanaaanammmmm
SVTH: Trần Thị Ngọc Quỳnh 36
Trang 37
==— — _Ÿỷ}ÏƑ-
Nguôn ôxy cân thiết cho quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ trong hồ chủ yếu
nhờ quang hợp của rong tảo dưới tác dụng của bức xạ mặt trời và khuyếch tán qua mặt nước dưới tác dụng của sóng gió Hàm lượng ôxy hoà tan vào ban ngày nhiều hơn ban đêm Do sự xâm nhập của ôxy hoà tan chỉ có hiệu quả ở độ sâu 1m nên
nguồn ôxy hoà tan chủ yếu cũng ở lớp nước phía trên
Vùng ky khí xảy ra ở lớp đáy hồ, ở đây các chất hữu cơ bị phân hủy ky khí
sinh ra các khí CHạ, HạS, CO; mà chủ yếu là CHạ Do vậy, qúa trình này gọi là
qúa trình lên men metan
Quá trình này phụ thuộc vào diéu kiện nhiệt độ Ở nhiệt độ cao qúa trình lên
men metan xảy ra nhanh hơn
Trong hồ thường hình thành tầng phân cách nhiệt Tầng nước phía trên có
nhiệt độ cao hơn tầng dưới, tâng phía trên tảo phát triển mạnh, tiêu thụ CO; làm
cho pH trong nước chuyển sang kiểm Khi tảo phát triển mạnh sẽ tạo nên một lớp màng dày rồi chết và tự phân làm cho nước thiếu ôxy hòa tan, ảnh hưởng đến vi sinh vật hiếu khí còn vi sinh vật ky khí hoạt động mạnh Vì vậy, trong trường hợp
này nên khuấy đảo nước trong hồ để tránh cho hồ bị qúa tải các chất hữu cơ
Khi xây dựng hổ, nên chọn chiều sâu hồ từ 1 - 1,5m, tỷ lệ chiều dài trên chiểu rộng từ 1 -2: 1 -1
III3.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng:
Trong điều kiện tự nhiên, gió và nhiệt độ là 2 yếu tố chính ảnh hưởng đến sự xáo trộn của nước trong hồ Sự xáo trộn nước trong hồ có 2 chức năng:
Rút ngắn thời gian lưu nước trong hé và giảm cdc ving cheat bi thiếu ôxy
Phân bố đều các chất đinh dưỡng cho tảo, cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật
Hồ sinh học nói chung, đặc biệt là hổ hiếu khí và ky khí áp dụng ở nước ta
tương đối thích hợp, có thể kết hợp dùng làm hồ thả bèo nuôi cá Điều đó dem lại
Trang 38
-Ắ ẳồồồ _——-n-nẵ-nnễ-ẳ-ntnnờnn
hiệu quả kinh tế và tăng cường khả năng xử lý nước thải Nếu thả bèo trên mặt hồ
sẽ làm tăng thêm nguồn ôxy cho quá trình quang hợp đồng thời rễ của bèo có
nhiều vi sinh vật sẽ thúc đẩy cho quá trình ôxy hoá, nhưng không nên thả bèo
nhiều làm kín mặt hồ để đảm bảo đủ ánh sáng xuyên qua
III.3.2.1.4 Cánh đông tưới công cộng và bãi lọc
Qúa trình xử lý nước thải được thực hiện trên cánh đồng tưới và bãi lọc dựa
vào khả năng giữ cặn có trong nước thải ở trên mặt đất, nước được thấm qúa đất
như qua lớp vật liệu lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản trong lớp đất mặt các vi sinh vật hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn Xuống càng sâu lượng ôxy càng giảm dần đến qúa trình oxy hóa giảm theo Cuối cùng là độ sâu diễn ra qúa trình khử nitrat Qúa trình oxy hóa chỉ xây ra ở lớp đất mặt sâu tới 1,5m do vậy, cánh đồng tưới và bãi lọc chỉ được xây dựng ở những nơi
có mực nước ngầm thấp hơn 1,5m so với mặt đất
Cách đồng tưới có 2 chức năng là xử lý nước thải và tưới bón cho cây Nước
thải trước khi đưa vào cánh đồng tưới và bãi lọc cần phải qua xử lý sơ bộ, nhằm
tránh các tạp chất lơ lửng, dầu mỡ bít kín các lổ hổng và mao quản của lớp đất
mặt Làm giảm sự thoáng khí, gây ảnh hưởng xấu đến qúa trình oxy hóa chất bẩn
hữu cơ của vi sinh vật Thời gian lưu nước thường từ 6 — 8gid
Cánh đồng này thường được xây dựng ở nơi đất sét hoặc pha cát, đồng thời cách xa khu dân cư về cuối hướng gió từ 300 -1000m
Hiệu quả xử lý đạt được từ cánh đồng tưới và bãi lọc như sau: BOD¿; còn lại 10 —
15mg/1, NO; là 25 mg/1, vi khuẩn giảm đến 99%
III.3.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá sinh trong điêu kiện nhân tạo
IIL.3.2.2.1 Bé loc sinh hoc
Bể lọc sinh học là công trình xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo nhờ các
vi sinh vật hiếu khí Quá trình xử lý diễn ra khi cho nước thải tưới lên bể mặt của
—_—ễễỗìẳà-.-.-‹ơợơợ‹-ẳờợăẳs-a-yờa‹ợợa-‹-‹œẳằẳớợớ-sễx-z-s-.ẳZ.Ỷẳnễnssaamammamamamamamaananaanaaananananaannssmm
Trang 39
==—._ y.y _
bể và thấm qua lớp vật liệu lọc Ở bề mặt của lớp vật liệu lọc và các khe hở ở giữa
chúng các cặn bẩn được giữ lại và tạo thành màng và gọi là màng vi sinh vật
Lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có ở bể lọc được cung cấp
bằng phương pháp tự nhiên hoặc nhân tạo Vi sinh vật hấp thụ chất hữu cơ và nhờ
có oxy quá trình oxy hóa được thực hiện
Những màng vi sinh vật đã chết sẽ cùng với nước thải ra khỏi bể và được giữ lại ở bể lắng đợt H
Vật liệu lọc và các vật liệu có độ xốp cao, khối lượng riêng nhỏ và bề mặt
riêng lớn như đá cuội, đá dăm, vòng gốm, cdc loai Polymer
Một số bể Biôphin thường sử dụng trong thực tế:
111.3.2.2.1.1 Bể Biôphin nhỏ giọt
Biôphin nhỏ giọt dùng để xử lý nước thải hoàn toàn với hàm lượng BOD của nước sau khi xử lý đạt 15 mg/l
- Bể được xây dựng dưới dạng hình tròn hay hình chữ nhật có tường đặt và đáy
kép Đáy trên là tấm đan đỡ lớp vật liệu lọc, đáy dưới liên khối không thấm nước
Chiều cao giữa hai lớp đáy lấy khoảng 0.4 - 0.6m
Nước thải dẫn vào bể bằng một thiết bị phân phối, theo chu kỳ nước được tưới lên toàn bộ bể mặt bể lọc Nước thải sau khi lọc sẽ chảy vào hệ thống thu
nước và được dẫn ra khỏi bể
Đặc điểm riêng của bể lọai này là kích thước của các hạt vật liệu lọc không
lớn hon 25 — 30 mm và tải trọng tưới nhỏ (0,5 - 1 m”/m” Vật liệu lọc) Hiệu xuất
xử lý theo BOD đạt 90% Nó được áp dụng cho các hệ thống có công suất từ 20 —
Trang 40
a
Họat động giống như bể biôphin nhỏ giọt chỉ khác là ở bể biôphin cao tải có
chiều cao cộng tác và tải trọng tưới nước lớn hơn Vật liệu có kích thước 40 — 60
mm, vì vậy giữa các hạt có khe hở lớn
Bể Biôphin cao tải có thể áp dụng đối với trạm xử lý có công suất Q > 50.000
m”/ngày.đêm
Uu điểm của quá trình lọc này là:
—_ Xử lý nước có độ nhiễm bẩn cao;
— Rút ngắn thời gian xử lý;
- Đồng thời có hệ thống xử lý hiệu quả nước cần có quá trình khử
nitrat hoặc phản nitrat hóa
Nhược điểm:
Không khí ra khỏi bể lọc thường có mùi hôi thối và xung quanh bể lọc
có nhiều ruồi muỗi
Công thức bể Biophin cao tải
a Xác định gía trị BOD›o cho phép của nước thải trước khi chảy vào bể lọc sinh học
BOD 29 cho phép = BOD 20 xriy * K
- BOD, sau xif ly: 1a gid tri BOD; yéu cau cla nvéc thai sau khi
xu ly
- _ K: là hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của nước thải và
chiéu cao lớp vật liệu lọc, Hạ = 3m, với nhiệt độ < 14°C Chọn
K = 7,5 (Theo giáo trình XLNT - PGS.TS Hoàng Huệ, NXBXD Hà Nội, 1996)
b Tdi trong bé mặt của bể lọc sinh học
a
SVTH: Tran Thi Ngoc Quynh 40