ĐATN - TK hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở phương toàn phát p chánh phú, bến cát, bình dương, công suất 530 m3ngày

NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPa.Tổng quan về nước thải chế, tìm hiểu về thành phần tính chất nước thải Lịch sử phát triển của Công ty, Quy trình sản xuất của nhà máyb.Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải.Tổng quan về quá trình và công nghệ xử lý nước thảiMột số công nghệ xử lý nước thải ở Việt Namc.Thành phần tính chất nước thải, đề xuất sơ đồ công nghệ xử lýĐề xuất 02 phương án công nghệ xử lý phù hợpd.Tính toán các công trình đơn vị, khai toán chi phíe.Quá trình vận hành, bảo trì, bảo dưỡngQuy trình vận hành của hệ thống xử lý trên thực tế, bảo trì bảo dưỡng định kì.Các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành.f.Các công trình đơn vị đã thiết kế Bản vẽ PDF đính kèm cuối file

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU NHÀ Ở PHƯƠNG TOÀN PHÁT PHƯỜNG CHÁNH PHÚ HÒA, THỊ XÃ BẾN CÁT, TỈNH BÌNH DƯƠNG

SVTH: NGUYỄN KHÁNH BIN MSSV: 0550020103

GVHD: ThS TRẦN NGỌC BẢO LUÂN

TS NGUYỄN LAN HƯƠNG

TP.HCM, tháng 8 năm 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO KHU NHÀ Ở PHƯƠNG TOÀN PHÁT PHƯỜNG CHÁNH PHÚ HÒA, THỊ XÃ BẾN CÁT, TỈNH BÌNH DƯƠNG

SVTH: NGUYỄN KHÁNH BIN MSSV: 0550020103

GVHD: ThS TRẦN NGỌC BẢO LUÂN

TS NGUYỄN LAN HƯƠNG

TP.HCM, tháng 8 năm 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN

Ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trường

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Lớp: 05KTMT03

1 Tên Đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Toàn

Phát phường Chánh Phú Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương công suất 530

m3/ngày.đêm

2 Nhiệm vụ Đồ án:

- Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

✔ Tổng quan về nước thải được cho trong đề tài và đặc trưng của nước thải

✔ Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý, phân

tích so sánh hai phương án

✔ Tính toán các công trình đơn vị của 2 phương án

✔ Tính toán và lựa chọn thiết bị cho các công trình đơn vị tính toán trên

✔ Khái toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình

- Vẽ tối thiểu 7-8 bản vẽ

3 Ngày giao nhiệm vụ: 16/03/2020

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 02/08/2020

5 Họ và tên người hướng dẫn: ThS Trần Ngọc Bảo Luân

TS Nguyễn Lan Hương

6 Phần hướng dẫn: Toàn bộ đồ án

7 Ngày bảo vệ Đồ án: 12/08/2020

8 Kết quả bảo vệ Đồ án: Xuất sắc; Giỏi; Khá; Đạt

Nội dung Đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn

LỜI NÓI ĐẦU

Lời đầu tiên em xin gửi đến quý thầy cô lời cảm ơn trân trọng nhất!

Trong suốt thời gian học tập tại Trường dưới sự dìu dắt tận tình của quý thầy cô tại Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Tp Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức, bài học những kinh nghiệm quý báu trong chuyên môn cũng như trong cuộc sống Sự tận tụy, lòng nhiệt tình, niềm say mê với nghề của quý thầy cô là động lực giúp em cố gắng, trao dồi thêm kiến thức và vượt qua những khó khăn trong học tập

Để có thể hoàn thành Đồ án tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn thầy ThS Trần Ngọc Bảo Luân và cô TS Nguyễn Lan Hương

đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp Đồng thời gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Tp.HCM vì

đã dạy cho em nhiều kiến thức chuyên ngành, làm tiền đề cho em có thể hoàn thành đồ

án này

Cuối cùng, không thể thiếu được là l ng biết ơn đối với gia đình, bạn bè và những người thân yêu nhất đã động viên tinh thần và gi p đỡ em trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp Dù đã nỗ lực tìm tòi, học hỏi và cố gắng trong bài Đồ án tốt nghiệp nhưng không tránh khỏi những sai sót, khuyết điểm Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô và bạn bè để đồ án được hoàn thiện hơn

Trân trọng!

14 mg/l, Dầu mỡ = 65 mg/l, Coliform = 13000 MNP/100ml

Đồ án được trình bày gồm 6 chương: Mở đầu, (1) Tổng quan về khu nhà ở Phương Toàn Phát, (2) Tổng quan về phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, (3) Đề xuất công nghệ xử lý, (4) Tính toán các công trình đơn vị, (5) Khai toán chi phí thực hiện, (6) Vận hành – Quản lý – Giải quyết sự cố, Kết luận – Kiến nghị, Tài liệu tham khảo, Phụ lục và 10 bản vẽ đính kèm theo đồ án

Công nghệ xử lý được chọn bao gồm các công trình: Lưới chắn rác, Bể tách dầu

mỡ, Giỏ lược rác, Bể điều hòa, Bể Anoxic, Bể Aerotank, Bể lắng sinh học, Bồn lọc áp lực, Bể khử trùng, Bể chứa bùn và Máy ép bùn Giá một đơn vị nước thải đã qua xử lý

là 5.895 VNĐ/1m3

Nhìn chung, công nghệ xử lý đang áp dụng chưa mang tính hiện đại nhưng có có nhiều ưu điểm: Công trình đơn giản, dễ xây dựng, vận hành đơn giản, dễ bảo trì, sửa chữa, sử dụng hóa chất phổ biến, giá rẻ Mặc khác, nguồn nước đầu ra sau khi được xử

lý đạt tiêu chuẩn loại A của QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

về nước thải sinh hoạt: BOD = 27,2 mg/l, SS = 5,85 mg/l, tổng Nitơ = 4,48 mg/l, tổng Photpho = 5,5 mg/l, Dầu mỡ = 3,9 mg/l, Coliform = 260 vi khuẩn/100ml

ABSTRACT

Project “Design of domestic wastewater treatment system for Phuong Toan Phat Urban Area with the capacity of 530 m3/day”, select and apply suitable wastewater treatment techniques to limit and eliminate bad effects on the surrounding environment Input parameters such as BOD = 310 mg/l, SS = 220 mg/l, Total nitrogen = 58 mg/l, Total Phosphorus = 14 mg/l, Grease = 65 mg/l, Coliform = 13000 MNP/100ml

The project has 6 chapters: Introduction, (1) Overview of Phuong Toan Phat Urban Area, (2) Overview of methods of domestic wastewater treatment, (3) Proposal treatment technology, (4) Calculation of unit works, (5) Cost estimation of wastewater treatment system, (6) Operation - Manage – Solve problems, Conclusions – Recommendations, References, Appendix and 10 drawings attached to the project Selected treatment technologies include: Sewer Grates, Grease Tank, Fine Garbage Comb, Equalization Tank, Anoxic Tank, Aeration Tank, Sedimentation Tank, Pressure Filter Tank, Disinfection Tank, Sludge Storage Tank and Belt Press The price of one unit treated wastewater is 5.895 VNĐ/1m3

In general, the treatment technology is applied not modem, but has some advantages: Simple construction, easy to build, simple operation, easy maintenance, repair, use of common chemicals, cheap On the other hand, the output water after treatment is regulated by the standard A of QCVN 14:2008/BTNMT – National technical regulation on domestic wastewater: BOD = 27,2 mg/l, SS = 5,85 mg/l, Total ,nitrogen = 4,48 mg/l, Total Phosphorus = 5,5 mg/l, Grease = 3,9 mg/l, Coliform =

260 MNP/100ml

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ii

DANH SÁCH HÌNH ẢNH ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU xi

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii

MỞ ĐẦU xiv

TỔNG QUAN VỀ KHU NHÀ Ở PHƯƠNG TOÀN PHÁT 1

CHƯƠNG 1 1.1 GIỚI THIỆU VỀ KHU NHÀ Ở PHƯƠNG TOÀN PHÁT 1

1.1.1 Thông tin về dự án 1

1.1.2 Vị trí của dự án 1

1.1.3 Hệ thống cấp – thoát – nước – điện của dự án 2

1.1.4 Điều kiện về khí tượng 3

1.1.5 Điều kiện về thủy văn 3

1.2 LƯU LƯỢNG VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI 4

1.2.1 Nhu cầu cấp nước 4

1.2.2 Lưu lượng nước thải 7

1.2.3 Thành phần nước thải 7

1.2.4 Tính chất nước thải sinh hoạt 9

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH CHƯƠNG 2 HOẠT 13

2.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 13

2.1.1 Song chắn rác 14

2.1.2 Bể tách dầu mỡ 15

2.1.3 Bể điều hòa 15

2.1.4 Bể lắng cát 16

2.1.5 Bể lắng 17

2.1.6 Bể lọc 19

2.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 20

2.2.1 Keo tụ - tạo bông 20

2.2.2 Tuyển nổi 20

2.2.3 Hấp phụ 21

2.2.4 Phương pháp xử lý ion 21

2.3 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 22

2.3.1 Phương pháp sinh học hiếu khí 22

2.3.2 Phương pháp sinh học kỵ khí 26

2.3.3 Phương pháp sinh học thiếu khí – Bể Anoxic 28

2.4 PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG 28

2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN CẶN 29

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 30

CHƯƠNG 3 3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN 30

3.2 THÔNG SỐ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 30

3.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 31

3.3.1 Phương án 1 31

3.3.2 Phương án 2 36

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 40

CHƯƠNG 4 4.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG PHƯƠNG ÁN 1 40

4.1.1 Song chắn rác thô 40

4.1.2 Bể tách dầu mỡ 44

4.1.3 Giỏ lược rác 46

4.1.4 Bể điều hòa sục khí 47

4.1.5 Bể Anoxic 52

4.1.6 Bể Aerotank 59

4.1.7 Bể lắng đứng 70

4.1.8 Bể trung gian 76

4.1.9 Bồn lọc áp lực 77

4.1.10 Bể khử trùng 90

4.1.11 Bể chứa bùn 92

4.1.12 Máy ép bùn băng tải 95

4.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG PHƯƠNG ÁN 2 97

4.2.1 Thiết bị lược rác tinh 97

4.2.2 Bể điều hòa khuấy trộn 97

4.2.3 Bể Anoxic 102

4.2.4 Bể MBR 108

4.2.5 Bể rửa màng MBR 122

4.2.6 Bể khử trùng 124

4.2.7 Bể chứa bùn 126

4.2.8 Máy ép bùn băng tải 130

KHAI TOÁN CHI PHÍ THỰC HIỆN 132

CHƯƠNG 5 5.1 KHAI TOÁN CHI PHÍ PHƯƠNG ÁN 1 132

5.1.1 Chi phí xây dựng 132

5.1.2 Chi phí thiết bị 133

5.1.3 Chi phí khấu hao 134

5.1.4 Chi phí vận hành 135

5.2 KHAI TOÁN CHI PHÍ PHƯƠNG ÁN 2 137

5.2.1 Chi phí xây dựng 137

5.2.2 Chi phí thiết bị 138

5.2.3 Chi phí khấu hao 139

5.2.4 Chi phí vận hành 140

5.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 142

5.3.1 So sánh 2 phương án 142

5.3.2 Lựa chọn phương án 142

VẬN HÀNH - QUẢN LÝ - GIẢI QUYẾT SỰ CỐ 144

CHƯƠNG 6 6.1 Vận hành hệ thống 144

6.1.1 Khởi động hệ thống xử lý nước thải 144

6.1.2 Kiểm tra hệ thống trước khi vận hành 144

6.1.3 Quá trình vận hành hệ thống 144

6.2 Quản lý hệ thống 146

6.3 Sự cố vận hành hệ thống 147

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 153

TÀI LIỆU THAM KHẢO 155

PHỤ LỤC 157

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Vị trí dự án khu nhà ở Phương Toàn Phát 2

Hình 1.2 Phương án thu gom và XLNT sinh hoạt của dự án 8

Hình 2.1 Song chắn rác 14

Hình 2.2 Bể tách dầu mỡ 15

Hình 2.3 Bể điều hòa 16

Hình 2.4 Bể lắng cát ngang 17

Hình 2.5 Bể lắng đứng 18

Hình 2.6 Bể lắng ngang 18

Hình 2.7 Bể lắng ly tâm 19

Hình 2.8 Bể lọc 19

Hình 2.9 Bể Aerotank 23

Hình 2.10 Các dạng đặt màng trong hệ thống 25

Hình 2.11 Quá trình phân tách bằng màng 25

Hình 2.12 Nguyên lý hoạt động của bể MBR 26

Hình 2.13 Bể Anoxic 28

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 31

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 36

Hình 4.1 Đĩa khuếch tán khí EDI PermaCap Medium ¾ 48

Hình 4.2 Bơm chìm Tsurumi 80B21.5 52

Hình 4.3 Máy khuấy chìm Faggiolati, model GM18B471T1-4V2KA0 55

Hình 4.4 Bơm chìm Tsurumi 80B21.5 58

Hình 4.5 Sơ đồ làm việc của hệ thống 63

Hình 4.6 Máy thổi khí Longtech LT125 67

Hình 4.7 Đĩa Phân Phối Khí Tinh SSI AFD350 67

Hình 4.8 Máy bơm Tsurumi – 50B2.75H 76

Hình 4.9 Máy bơm đặt cạn Ebara DWO 400 87

Hình 4.10 Bơm chìm Tsurumi 50B2.4 95

Hình 4.11 Máy ép bùn băng tải, Model DDTP – BFA50 96

Hình 4.12 Máy khuấy chìm Faggiolati model GM40B813R3-4T6SA2 99

Hình 4.13 Bơm chìm Tsurumi 80B21.5 101

Hình 4.14 Máy khuấy chìm Faggiolati, model GM17A471T1-4V2KA0 104

Hình 4.15 Bơm chìm Tsurumi 80B21.5 108

Hình 4.16 Đĩa Phân Phối Khí Tinh SSI AFD350 115

Hình 4.17 Máy thổi khí Longtech LT125 117

Hình 4.18 Máy bơm bùn đặt cạn Ebara DWO 150 121

Hình 4.19 Bơm chìm Tsurumi 50B2.4 129

Hình 4.20 Máy ép bùn băng tải, Model DDTP – BFA50 130

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Chỉ tiêu cấp nước cho dự án khu nhà ở Phương Toàn Phát 6

Bảng 1.2 Nhu cầu xả thải của dự án 7

Bảng 1.3 Thành phần nước thải sinh hoạt so với cột A, QCVN 14:2008/BTNMT 8

Bảng 3.1 Thành phần nước thải sinh hoạt so với cột A, QCVN 14:2008/BTNTMT 30

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị phương án 1 33

Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị phương án 2 37

Bảng 4.1 Hệ số không điều hòa của nước thải 40

Bảng 4.2 Hệ số β để tính sức cản cục bộ của song chắn rác 42

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế song chắn rác 43

Bảng 4.4 Các thông số thiết kế bể tách dầu mỡ 45

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế giỏ lược rác 46

Bảng 4.6 Các thông số thiết kế bể điều hòa sục khí 52

Bảng 4.7 Các thông số thiết kế bể Anoxic 59

Bảng 4.8 Các thông số tính toán bể Aerotank 60

Bảng 4.9 Các thông số thiết kế bể Aerotank 69

Bảng 4.10 Bảng các thông số chọn tải trọng xử lí bể lắng 70

Bảng 4.11 Các thông số thiết kế bể lắng đứng 76

Bảng 4.12 Các thông số thiết kế bể trung gian 77

Bảng 4.13 Đặc tính vật liệu lọc 78

Bảng 4.14 Thể tích cặn chiếm chỗ trong lỗ rỗng hạt vật liệu lọc 80

Bảng 4.15 Độ đặc của cặn 80

Bảng 4.16 Các thông số thiết kế bồn lọc áp lực 89

Bảng 4.17 Các thông số thiết kế bể khử trùng 91

Bảng 4.18 Các thông số thiết kế bể chứa bùn 95

Bảng 4.19 Thông số song chắn rác tinh 97

Bảng 4.20 Các thông số thiết kế bể điều hòa khuấy trộn 102

Bảng 4.21 Các thông số thiết kế bể Anoxic 108

Bảng 4.22 Các thông số bể MBR 109

Bảng 4.23 Các thông số màng lọc sinh học MBR MITSUBISHI 114

Bảng 4.24 Các thông số thiết kế bể MBR 121

Bảng 4.25 Thông số thiết kế bể rửa màng 124

Bảng 4.26 Các thông số thiết kế bể khử trùng 126

Bảng 4.27 Các thông số thiết kế bể chứa bùn 129

Bảng 5.1 Thể tích bê tông xây dựng của phương án 1 132

Bảng 5.2 Chi phí thiết bị phương án 1 133

Bảng 5.3 Chi phí hóa chất phương án 1 135

Bảng 5.4 Chi phí điện năng phương án 1 135

Bảng 5.5 Chi phí nhân công phương án 1 136

Bảng 5.6 Thể tích bê tông xây dựng của phương án 2 137

Bảng 5.7 Chi phí thiết bị phương án 2 138

Bảng 5.8 Chi phí hóa chất phương án 2 140

Bảng 5.9 Chi phí điện năng phương án 2 140

Bảng 5.10 Chi phí nhân công phương án 2 141

Bảng 5.11 So sánh 2 phương án 142

Bảng 6.1 Quá trình vận hành hệ thống 144

Bảng 6.2 Sự cố vận hành hệ thống 147

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

- QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

- TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

- DO : Dissolved Oxygen – Oxy hoà tan, mgO2/L

- MBR : Membrane Bio Reactor – Bể phản ứng màng sinh học

- MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bùn lỏng,

mg/L

- MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng

bay hơi trong bùn lỏng, mg/L

- nbVSS : Non Biodegradable volatile suspended solids – Chất rắn lơ

lửng bay hơi không phân hủy sinh học

- TSS : Total suspended solids – Tổng chất rắn lơ lửng

- SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/L

- VSS : Volatile suspended solids – Chất rắn lơ lững dễ bay hơi

- SDNR : Specific denitrification rate – Tốc độ khử nitrat

- SRT : Solids retention time – Thời gian lưu bùn

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong nhịp điệu phát triển chung của cả nước, các đô thị Việt Nam không ngừng

mở rộng và phát triển theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá Tốc độ đô thị hoá ngày càng cao, đời sống của người dân được cải thiện đã làm nảy sinh những vấn đề nghiêm trọng về môi trường Công tác bảo vệ môi trường chưa được đầu tư đ ng cách, các hoạt động thương mại, dịch vụ, sinh hoạt là nguồn phát sinh ô nhiễm nghiêm trọng cũng chưa được quan tâm Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bình Dương có rất nhiều dự án khu nhà ở, trong đó khu nhà ở Phương Toàn Phát là một trong số những dự án tiềm năng tại địa phương Trong giai đoạn hoạt động có các tác động tiêu cực ảnh hưởng đến môi trường nảy sinh là tất yếu, môi trường không khí, nước mặt, nước ngầm… đều bị tác động ở nhiều mức độ khác nhau do các loại chất thải phát sinh Đặc biệt là vấn đề nước thải, với quy mô diện tích lớn thì hàng ngày lượng nước sinh hoạt thải ra ngoài là tương đối lớn Về lâu dài nếu không có biện pháp xử lý khắc phục thì sẽ gây ảnh hưởng đến nguồn tiếp nhận nước thải Do đó, việc đầu tư xây dựng một hệ thống

xử lý nước thải cho khu nhà ở Phương Toàn Phát trước khi xả vào nguồn tiếp nhận là một yêu cầu cấp thiết, nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho môi trường trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng Chính vì lý do đó đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nhà ở Phương Toàn Phát phường Chánh Phú Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương công suất 530 m3/ngày.đêm” đã được lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Đưa ra 02 phương án và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu nhà ở Phương Toàn Phát phường Chánh Phú Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương công suất 530m3/ngày đêm có tiêu chuẩn nước thải sau xử lý đạt đạt cột A, QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt

3 NỘI DUNG THỰC HIỆN

- Xác định thành phần nguồn nước thải sinh hoạt và quy chuẩn xử lý cần đạt

được

- Đề xuất 02 phương án công nghệ và chọn phương án xử lý nước thải hợp lý

nhất

- Tính toán các hạng mục công trình và thiết bị của 2 phương án

- Khái toán kinh tế cho trạm xử lý

- Các bản vẽ của công trình đơn vị đã chọn

4 PHẠM VI ĐỀ TÀI

- Giới hạn về mặt không gian: Đối tượng thực hiện đồ án khu nhà ở Phương

Toàn Phát

- Giới hạn về mặt thời gian: Đồ án này được thực hiện trong thời gian quy định

- Giới hạn về mặt nội dung: Đề xuất 02 công nghệ phù hợp để xử lý và tính toán

thiết kế các công trình đơn vị

5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

- Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các số liệu có liên quan đến xử lý nước

thải sinh hoạt để làm cơ sở đánh giá hiện trạng và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho phù hợp và đạt chuẩn

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải

sinh hoạt của khu chung cư từ các tài liệu chuyên ngành

- Phương pháp so sánh: So sánh ưu khuyết điểm của các công nghệ xử lý để lựa

chọn công nghệ phù hợp, đem lại hiệu quả cao và ít ảnh hưởng đến môi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT

- Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý

kiến của giảng viên hướng dẫn về vấn đề có liên quan

- Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công

trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống

- Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Revit để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý

nước thải sinh hoạt

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ KHU NHÀ Ở PHƯƠNG TOÀN PHÁT

1.1 GIỚI THIỆU VỀ KHU NHÀ Ở PHƯƠNG TOÀN PHÁT

1.1.1 Thông tin về dự án [1]

- Tên Dự án: Khu nhà ở Phương Toàn Phát

- Địa điểm xây dựng: Phường Chánh Phú Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương

- Chủ Dự án: Công ty TNHH Hoa Toàn Phát

- Địa chỉ: 28/39B khu Phố Đông Chiêu, phường Tân Đông Hiệp, thành phố Dĩ

An, tỉnh Bình Dương, Việt Nam

- Đại diện: Thân Văn Toàn (Chức vụ: Giám đốc)

Quy mô dự án: Sau khi xây dựng, khu nhà ở Phương Toàn Phát sẽ là một khu nhà ở với tổng diện tích quy hoạch 98.268,9 m2, quy mô 701 căn hộ, tổng số dân cư dự kiến khoảng 2.804 người (chỉ tiêu 4 người/căn hộ)

1.1.2 Vị trí của dự án [1]

Dự án “Khu nhà ở Phương Toàn Phát” được triển khai tại thửa đất số 1972, 2106,

401, 883, 391, 1042, 1033, 383, 2105, 1280, 883, 1079, tờ bản đồ số 29, phường Chánh Phú Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương Gồm 2 vị trí kết nối với nhau thông qua tuyến đường đất hiện hữu khoảng 140 m, với vị trí tiếp giáp như sau:

Khu 1: 92.968,6 m²

- Phía Bắc giáp: Đường đất (4m);

- Phía Nam giáp: đất dân;

- Phía Đông giáp: đất dân và đường ĐT.741;

- Phía Tây giáp: đường đất (4m)

Khu 2: 5.300,3 m²

- Phía Bắc giáp: Suối Bà Đầm

- Phía Nam giáp: Đường đất (4m);

- Phía Đông giáp: Đất dân;

- Phía Tây giáp: Đất dân

Trong phạm vi bán kính 1 km gần khu vực dự án tập trung nhiều công trình chính trị - xã hội của phường Chánh Ph H a như trường tiểu học Phước Hoà B, trường mầm non Phước H a, trường THCS Phước Hoà, trường THPT Phước Hoà và trung tâm hành chính gồm UBND phường Chánh Phú Hòa, trạm y tế phường Chánh

Ph H a, bưu điện phường Chánh Phú Hòa, nhà thờ giáo xứ Phước Hòa,… Điều đó cho thấy hiện trạng khu đất nằm trong khu vực đáp ứng đầy đủ các nhu cầu về hạ tầng

xã hội cho người dân, đồng thời cũng tạo điểm nhấn cho khu vực sau này Dự án nằm tiếp giáp đường ĐT.741 là tuyến đường trục chính đô thị có lộ giới 54 m nằm về phía Nam thuận tiện cho việc đi lại của người dân

Hình 1.1 Vị trí dự án khu nhà ở Phương Toàn Phát [1]

1.1.3 Hệ thống cấp – thoát – nước – điện của dự án [1]

Hệ thống cấp nước

Trên tuyến đường ĐT.741 cách dự án khoảng 1 km đã có hệ thống cấp nước D150 do đó dự kiến Công ty sẽ xây dựng hệ thống để đấu nối với đường ống cấp nước thủy cục này

Hệ thống cấp điện và thông tin liên lạc

Trên tuyến đường ĐT.741 giáp ranh quy hoạch ở phía Đông đã có hệ thống điện trung thế 22kV và tuyến thông tin đi nổi trên trụ BTLT cao 12m Dự kiến nguồn điện, thông tin cấp cho dự án sẽ được lấy nguồn từ đây

Hệ thống thoát nước mưa

Địa hình trong khu đất tương đối bằng phẳng, hướng dốc chính là hướng Nam xuống Bắc, cao độ tự nhiên thấp nhất 26,20m ở khu vực giáp suối hiện hữu ở Phía Bắc, cao độ tự nhiên cao nhất 40,24m ở khu vực giáp đường ĐT.741

Trong khu vực quy hoạch chưa có hệ thống thoát nước, nước mưa một phần tự thấm một phần chảy tràn theo địa hình tự nhiên thoát về suối Bà Đầm ở phía Bắc dự

án

Hệ thống thoát nước thải

Trong khu vực quy hoạch dự án hiện tại chưa có hệ thống thoát nước thải Dự án Khu nhà ở Phương Toàn Phát sẽ xây dựng hệ thống thu gom tiêu thoát nước mưa và nước thải riêng Nước thải sau khi xử lý đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, cột

A được đấu nối vào hố ga thoát nước mưa gần nhất thoát ra Suối Bà Đầm nằm giáp ranh dự án về phía Bắc, không đấu nối vào hạ tầng thoát nước cơ sở nên khi dự án đi vào hoạt động không gây áp lực lên hệ thống thoát nước khu vực

1.1.4 Điều kiện về khí tượng [2]

Dự án nằm tại phường Chánh Phú Hòa, thị xã Bến Cát, tỉnh Bình Dương, thuộc khu vực Đông Nam Bộ nên chịu ảnh hưởng của khí hậu vùng nhiệt đới gió mùa, cận xích đạo, nhiệt độ cao và ổn định quanh năm Khí tượng phân hóa thành 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô

Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 kéo dài đến cuối tháng 10 dương lịch Vào những tháng đầu mùa mưa, thường xuất hiện những cơn mưa rào lớn, rồi sau đó dứt hẳn Những tháng 7, 8, 9 thường là những tháng mưa dầm Có những trận mưa dầm kéo dài 1 - 2 ngày đêm liên tục Đặc biệt ở Bình Dương hầu như không có bão, mà chỉ

bị ảnh hưởng những cơn bão gần

Nhiệt độ trung bình hàng năm ở Bình Dương từ 26oC - 27oC Nhiệt độ cao nhất

có lúc lên tới 39,3oC và thấp nhất từ 16oC - 17oC (ban đêm) và 18oC vào sáng sớm Vào mùa nắng, độ ẩm trung bình hàng năm từ 76% - 80%, cao nhất là 86% (vào tháng 9) và thấp nhất là 66% (vào tháng 2) Lượng nước mưa trung bình hàng năm từ 1.800-2.000mm

1.1.5 Điều kiện về thủy văn [2]

Chế độ thủy văn của các con sông chảy qua tỉnh và trong tỉnh Bình Dương thay đổi theo mùa: Mùa mưa nước lớn từ tháng 5 đến tháng 11 (dương lịch) và mùa khô (mùa kiệt) từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, tương ứng với 2 mùa mưa, nắng Bình Dương có 3 con sông lớn, nhiều rạch ở các địa bàn ven sông và nhiều suối nhỏ khác Sông Đồng Nai là con sông lớn nhất ở miền Đông Nam bộ, bắt nguồn từ cao nguyên Lâm Viên (Lâm Đồng) dài 635 km, chảy qua địa phận Bình Dương ở huyện Bắc Tân Uyên và thị xã Tân Uyên Sông Đồng Nai có giá trị lớn về cung cấp nước tưới cho nền nông nghiệp, giao thông vận tải đường thủy và cung cấp thủy sản cho nhân dân

Sông Sài Gòn dài 256 km, bắt nguồn từ vùng đồi cao huyện Lộc Ninh (tỉnh Bình Phước) Sông Sài Gòn có nhiều chi lưu, phụ lưu, rạch, ngòi và suối Sông Sài Gòn chảy qua Bình Dương, từ huyện Dầu Tiếng đến thị xã Thuận An, dài 143 km, độ dốc nhỏ nên thuận lợi về giao thông vận tải, sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản

Ở thượng lưu, sông hẹp (khoảng 20m) uốn khúc quanh co, từ Dầu Tiếng được mở rộng dần đến thành phố Thủ Dầu Một và thị xã Thuận An rộng khoảng 200m

Sông Thị Tính là phụ lưu của sông Sài Gòn bắt nguồn từ Bình Long (tỉnh Bình Phước) chảy qua thị xã Bến Cát, rồi lại đổ vào sông Sài Gòn Cùng với sông Sài Gòn, sông Thị Tính mang phù sa bồi đắp cho những cánh đồng ở thị xã Bến Cát, thành phố Thủ Dầu Một tạo nên những vườn cây ăn trái đặc trưng

Sông Bé dài trên 360 km, bắt nguồn từ suối Đắk R'Lấp thuộc tỉnh Đắk Nông có

độ cao 1000m so với mực nước biển Ở phần hạ lưu, đoạn chảy vào tỉnh Bình Dương dài khoảng 80 km Sông Bé không thuận tiện cho việc giao thông đường thủy do có bờ dốc đứng, lòng sông nhiều đoạn có đá ngầm, lại có nhiều thác ghềnh, tàu thuyền không thể đi lại

01:2008/BXD – Quy chuẩn xây dựng Việt Nam về quy hoạch xây dựng như sau:

Nhu cầu nước sinh hoạt

Phạm vi cấp nước tính toán cho khu vực đã được quy hoạch là đô thị loại III Theo QCXDVN 01:2008/BXD - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam về quy hoạch xây dựng đã định mức cấp nước cho sinh hoạt là 150 lít/người/ngày.đêm (Theo đ ng tính toán trong quy hoạch 1/500 của dự án) Với dân số N = 2.804 người, lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt là:

QSH = 2.804 người x 150 lít/người = 420,6 m3/ngày

Nhu cầu nước cấp cho khách vãng lai

Dự án không xây dựng các công trình công cộng phục vụ cho khách vãng lai Khách vãng lai chính là khách đến chơi tại nhà các hộ dân Theo chủ dự án thì ước tính lượng khách vãng lai ra vào khu vực dự án khoảng 200 người/ngày Như vậy lượng nước cấp cho khách vãng lai:

QVL = 20 lít/người/ngày đêm x 200 người = 4 m3/ngày

Nhu cầu nước cấp cho giáo dục (trường mẫu giáo)

Phục vụ dân cư trong khu quy hoạch: Dân số khu quy hoạch là 2.804 người, căn

cứ QCXDVN 01:2008/BXD - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam về quy hoạch xây dựng, tiêu chuẩn 50 trẻ/1000 dân, 15m2/trẻ Như vậy tổng số trẻ trong khu nhà ở: 2.804 người x 50/1000 = 140 trẻ Mỗi lớp sẽ có từ 15-20 trẻ vậy nên sẽ cần khoảng 15 cán

bộ giáo viên phục vụ cho hoạt động của trường mẫu giáo, ngoài ra dự kiến cần 15 cán

bộ nhân viên làm việc tại các vị trí khác Trường mẫu giáo chỉ phục vụ cho dân cư Khu nhà ở Phương Toàn Phát mà không tiếp nhận dạy trẻ bên ngoài

Nước cấp cho học sinh: QHS = 140 người × 100 l/người = 14 m3/ngày

Nước cấp cho giáo viên: QGV = 30 người × 50 l/người = 1,5 m3/ngày

Nhu cầu nước tưới cây

Theo QCXDVN 01:2008/BXD - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam về quy hoạch xây dựng, lưu lượng nước tưới cây là 3 lít/m2 Nước tưới cây sẽ lấy từ nguồn nước cấp Chủ đầu tư sẽ lắp đặt các van chờ ở các khu vực công viên cây xanh Định kỳ vào buổi sáng và chiều tối nhân viên vệ sinh môi trường cảnh quan của ban quản lý khu nhà ở

sẽ lắp nối v i nước vào van chờ tưới cho cây xanh

QTC = 3 lít/m2 x 4.487,7 m2 = 13,5 m3/ngày

Lưu lượng rò rỉ, dự phòng

QRR = 10% (QSH + QVL+ QGV+ QHS +QTC) = 10% x (420,6 + 4 + 1,5 + 14 + 13,5) = 45 m³/ngày

Lưu lượng chữa cháy

Số đám cháy xảy ra đồng thời n = 1, thời gian chữa cháy 3h, lưu lượng cấp nước chữa cháy q = 15 l/s

QCC = 10,8 x q x n = 10,8 x 10 x 1 = 108 m³/ngày

Tổng công suất cấp nước an toàn theo thiết kế

Q = QSH + QVL + QTC +QRR + QGV+ QHS + QCC = 606,6 m³/ngày

Bảng 1.1 Chỉ tiêu cấp nước cho dự án khu nhà ở Phương Toàn Phát [3]

 Tổng nhu cầu sử dụng nước khi không có cháy là: 498,6 m3

/ngày Tổng nhu

cầu sử dụng nước khi có cháy là: 606,6 m3/ngày

1.2.2 Lưu lượng nước thải

Theo quy mô thiết kế của khu nhà ở, tổng số người sinh sống tại dự án khi đạt tỷ

lệ lấp đầy 100% khoảng 2.804 người, 701 căn với lượng nước thải tính bằng 100% nhu cầu nước cấp (theo Nghị định 80/2014/NĐ-CP ngày 06/8/2014 về thoát nước và

xử lý nước thải), ta có được bảng nhu cầu xả nước thải của dự án:

Bảng 1.2 Nhu cầu xả thải của dự án [3]

Nước cấp cho trường mẫu giáo

(Nước cấp cho giáo viên và

Nước thải của dự án là nước thải sinh hoạt với tổng lưu lượng khoảng 441

m3/ngày Để giảm thiểu tác động của nước thải đến môi trường chủ dự án đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung 530 m3/ngày (với hệ số K=1,2) để xử lý toàn bộ nước thải, đảm bảo nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn (QCVN 14:2008/BTNMT, cột A) được dẫn ra suối Bà Đầm sau đó dẫn ra sông Thị Tính

1.2.3 Thành phần nước thải

Nước thải sinh hoạt từ dự án được chia thành 2 loại:

- Nước thải từ nhà bếp, phòng tắm, lavabo trong các nhà vệ sinh

- Nước thải từ bệ xí, âu tiểu sau khi lắng cặn tại bể tự hoại

Để giảm thiểu mức độ ô nhiễm nước thải trước khi vào hệ thống xử lý tập trung, giải pháp tổ chức thoát nước ra nguồn tiếp nhận (phương án thu gom và xử lý nước

thải sinh hoạt) của Dự án được thể hiện ở sơ đồ như sau:

Hình 1.2 Phương án thu gom và XLNT sinh hoạt của dự án [1]

Thành phần nước thải sinh hoạt so với cột A của khu nhà ở Phương Toàn Phát: [1]

Bảng 1.3 Thành phần nước thải sinh hoạt so với cột A, QCVN 14:2008/BTNMT

C max = C K (K = 1)

7 Tổng Coliforms MPN/100

Nhận xét:

Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt nếu không được thu gom và xử lý sẽ ảnh hưởng không chỉ dân cư xung quanh mà c n tăng mức độ ô nhiễm đối với nguồn tiếp nhận Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt còn có một lượng chất thải rắn lơ lửng có khả năng gây hiện tượng bồi lắng cho các nguồn tiếp nhận nó, khiến chất lượng nước tại nguồn này xấu đi Các chất dinh dưỡng như N, P có nhiều trong nước thải sinh hoạt chính là các yếu tố gây nên hiện tượng ph dưỡng hoá

Do đó, toàn bộ nước thải này sẽ được dẫn về hệ thống xử lý nước thải và xử lý đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT cột A (với K = 1,0) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

1.2.4 Tính chất nước thải sinh hoạt [4]

- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…)

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

 Mùi

Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S – mùi trứng thối Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S

Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc

do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Đơn vị đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt-Co) Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải

 Nhiệt độ ( C)

Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn nhiệt độ của nước cấp do việc xả các

d ng nước nóng hoặc ấm từ các hoạt động sinh hoạt, thương mại hay công nghiệp và nhiệt độ của nước thải thường thấp hơn nhiệt độ của không khí Nhiệt độ của nước thải

là một thông số quan trọng bởi vì phần lớn các các sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đều ứng dụng các quá trình xử lý sinh học mà các quá trình đó đều bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng đến đời sống của các thủy sinh vật, đến sự hòa tan của oxy trong nước Nhiệt độ của nước thải còn là một thông số quan trọng đến các quá trình lắng các hạt cặn

 Độ đục

Độ đục của nước thải là do các chất lơ lửng và các chất dạng keo chứa trong nước thải tạo nên Đơn vị đo độ đục thông dụng là NTU Nó được đo bằng cách chiếu ánh sáng qua một mẫu và định lượng nồng độ hạt lơ lửng Khi có càng nhiều hạt trong dung dịch, độ đục càng cao

1.2.4.2 Thông số hóa học

 Độ pH

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH có ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

 Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)

Nhu cầu oxy hóa học (viết tắt là NOS hay COD) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ trong nước thải, kể cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học và được xác định bằng phương pháp bicromat trong môi trường axit sulfuric có thêm chất xúc tác – sulfat bạc Đơn vị đo của COD là mgO2/L hay đơn giản là mg/L Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày

để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được số liệu tương đối về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn

COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, gi p đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

 Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD)

Nhu cầu oxy sinh hóa (viết tắt là NOS hay BOD) là một trong những thông số cơ bản đặc trưng cho mức độ ô nhiễm nước thải bởi các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa

sinh hóa (các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học) BOD được xác định bằng lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ dạng hòa tan, dạng keo và một phần dạng lơ lửng với sự tham gia của các vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí được tính bằng mgO2/L hay đơn giản là mg/L Trong thực tế thường sử dụng thông số BOD5 (5 ngày ủ)

Đối với nước thải sinh hoạt, thông thường BOD = 68%COD, c n đối với nước thải công nghiệp thì quan hệ giữa BOD và COD rất khác nhau, tùy theo từng ngành công nghệ cụ thể

 Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO)

Oxy hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí Lượng oxy h a tan trong nước thải ban đầu dẫn vào trạm xử lý thường bằng không hoặc rất nhỏ Trong khi đó, các công trình xử lý sinh học hiếu khí thì lượng oxy hòa tan cần thiết không nhỏ hơn 2 mg/L Trong nước thải sau xử lý, lượng oxy h a tan không được nhỏ hơn 4 mg/L đối với nguồn nước dùng để cấp nước (loại A) và không nhỏ hơn 6 mg/L đối với nguồn nước dùng để nuôi cá

Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy h a tan Như đã đề cập, khả năng h a tan của Oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn Cũng vì lý do trên, hàm lượng oxy hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt

 Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái đất Nitơ là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí

 Photpho và các hợp chất chứa photphor

Nguồn gốc các hợp chất chứa Photpho có liên quan đến sự chuyển hóa các chất thải của người và động vật và sau này là lượng khổng lồ phân lân sử dụng trong nông nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt và một

số ngành công nghiệp trôi theo d ng nước Photpho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng ph dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam

 Chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: Kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp Các chất này làm cản trở quá trình lắng của các hạt lơ lửng, tạo nên hiện tượng sủi bọt trong các công trình xử lý, kiềm hãm các quá trình xử lý sinh học

1.2.4.3 Thông số vi sinh vật học

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho người Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán

 Vi khuẩn

Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa

 Vi rút

Vi r t có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan Thông thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi rút

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Theo đặc tính và thông số của nước thải sinh hoạt, các phương pháp sau đây được áp dụng để xử lý:

 Đối với dầu mỡ và TSS

Dùng phương pháp xử lý sơ bộ (Bể tách dầu mỡ, song chắn rác,…) để có thể loại

bỏ sơ bộ TSS và giảm lượng dầu mỡ xuống mức cho phép để vào các công trình xử lý phía sau

 Đối với BOD, COD, Tổng N, Tổng P

Dựa vào tỷ lệ giữa BOD/COD lựa chọn phương pháp xử lý sinh học hay xử lý bằng phương pháp hóa lý để có thể xử lý triệt để được BOD, COD, Tổng N, Tổng P Ngoài ra, trong nhiều trường hợp việc xử lý nước thải được yêu cầu xử lý ở mức độ nhằm bảo vệ nguồn nước mặt (nguồn nước loại A) Khi đó cần thực hiện xử lý bậc cao nước thải sau khi xử lý sinh học (chủ yếu xử lý nitơ, phốtpho, TSS, BOD, các chất khó

bị oxy hóa,…)

 Đối với Coliform

Tiến hành khử trùng để xử lý Coliform trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận Trong quá trình xử lý nước thải có tạo ra một lượng bùn đáng kể cần xử lý chúng và sau đó có thể tận dụng lại cho nhiều mục đích khác nhau

2.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC [4]

Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo

Phương pháp cơ học dựa vào các lực vật lý như lực trọng trường, lực ly tâm… để tách các chất không hòa tan, các hạt lơ lửng có kích thước đáng kể khỏi nước thải Các công trình thường được sử dụng chủ yếu như: Song chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể lắng cát, bể điều hòa, bể lắng (đợt 1),…

- Hoạt động liên tục, hiệu quả xử lý cao

- Dễ ứng dụng và phạm vi ứng dụng rộng

 Nhược điểm: Kích thước bể lớn

 Yếu tố ảnh hưởng:

- Thành phần và khả năng xử lý của nước thải

- Loại vật liệu lọc và bề dày lớp lọc

- Tính dẫn tải thủy lực và hữu cơ

900 Song chắn rác phải dễ tháo dỡ, dễ lấy rác và tổn thất áp lực qua nó phải nhỏ Thiết

bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và trước các công trình xử lý nước thải

Phân loại song chắn rác:

2.1.2 Bể tách dầu mỡ [5]

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 hủy 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

Bể tách dầu mỡ thường được bố trí trong các bếp ăn của khách sạn, trường học, bệnh viện… gần các thiết bị 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 thường được xây dựng bằng gạch, bê tông cốt thép, thép, nhựa composite,…

Hình 2.2 Bể tách dầu mỡ [6]

2.1.3 Bể điều hòa [5]

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trình công cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải Trong quá trình lọc cần phải điều h a lưu lượng dòng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều h a lưu lượng

 Bể điều hòa có nhiệm vụ:

- Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải

- Tiết kiệm hóa chất để khử trùng nước thải

- Ổn định lưu lượng

- Giảm và ngăn cản các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học tiếp theo

 Có 3 loại bể điều hòa:

Có thể chia làm 3 loại: Bể lắng cát ngang, bể lắng cát thổi cơ khí và bể lắng cát

ly tâm Các loại bể lắng cát chuyển động quay có hiệu quả lắng cát cao và hàm lượng chất hữu cơ có trong cát thấp Do cấu tạo đơn giản, bể lắng cát ngang được sử dụng rộng rãi hơn cả

Cát lưu giữ trong bể từ 2 đến 5 ngày Các loại bể lắng cát thường dùng cho các trạm xử lý nước thải công suất trên 100 m3/ngày Từ bể lắng cát, cát được chuyển ra sân phơi để làm khô bằng biện pháp trọng lực trong điều kiện tự nhiên

Hình 2.4 Bể lắng cát ngang [8]

2.1.5 Bể lắng [9]

Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, c n chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi trên mặt nước hoặc tiếp tục theo d ng nước đến công trình xử lý tiếp theo Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn) tới công trình xử lý cặn

Thông thường có 3 loại bể lắng chủ yếu:

- Bể lắng ngang (Nước chuyển động theo phương ngang)

- Bể lắng đứng (Nước chuyển động theo phương thẳng đứng)

- Bể lắng ly tâm (Nước chuyển động từ tâm ra xung quanh)

Ngoài ra còn có một số dạng bể lắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng

2.1.5.1 Bể lắng đứng

Cấu tạo: Bể lắng đứng là bể chứa, mặt bằng dạng tròn hoặc vuông, đáy dạng nón hay chóp cụt Bể có cấu tạo đơn giản, đường kính của bể không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể đến 10 m

Nước thải được đưa vào từ dưới lên và được phân bố ở tâm bể Thời gian nước lưu trong bể 45 – 120 ph t và được xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnh Chiều cao vùng lắng là 4 – 5 m, cát và bùn xả được lấy ra từ đáy phễu

Khi thiết kế bể lắng người ta thường quan tâm đến các yếu tố quan trọng như lưu lượng nước thải, nồng độ các chất lơ lửng Bể lắng được thiết kế và lắp đặt cho những

cơ sở có lượng nước thải dưới 15000 m3/ngày Hiệu suất thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20%

Hình 2.5 Bể lắng đứng [10]

2.1.5.2 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn 1/4 và chiều sâu đến 4 m Nước thải được chảy vào bể lắng theo chiều nằm ngang của bể Quá trình chảy và lắng được chia làm 4 vùng:

Hình 2.6 Bể lắng ngang [10]

2.1.5.3 Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm có mặt bằng hình tr n, đường kính từ 16 – 40 m (có thể lên đến 60m), chiều cao 1/16 – 1/10 đường kính bể Nước thải được dẫn vào bể và phân phối đều theo miệng phân phối đặt ở trung tâm Bùn cặn có thể được xả ra khỏi bể lắng

thiết bị xả thủy tĩnh hoặc bằng bơm h t bùn Hiệu suất lắng của bể lắng ly tâm thường được từ 45 – 55% (có thể đạt 60%) Thời gian lắng trong bể từ 1,5 – 2,5 giờ Bể lắng

ly tâm thường được dùng cho các trạm xử lý công suất lớn trên 15000 m3

Có thể phân loại bể lọc như sau:

- Lọc qua vách lọc

- Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt

- Thiết bị lọc chậm

Hình 2.8 Bể lọc [11]

2.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm:

2.2.1 Keo tụ - tạo bông [9]

Nhiệm vụ: Loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước < 10-4 mm; cải thiện độ đục và màu sắc của nước, tăng hiệu suất lắng của bể Hai quá trình hóa học này kết tụ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo để tạo nên những hạt có kích thước lớn hơn Nước thải có chứa các hạt keo có mang điện tích (thường là điện tích âm) Chính điện tích của nó ngăn cản không cho nó va chạm và kết hợp lại với nhau làm cho dung dịch được giữ ở trạng thái ổn định

Việc cho thêm vào nước thải một số hóa chất (phèn, ferrous chloride ) làm cho dung dịch mất tính ổn định và gia tăng sự kết hợp giữa các hạt để tạo thành những bông cặn đủ lớn để có thể loại bỏ bằng quá trình lọc hay lắng cặn Chất keo tụ thường được sử dụng là muối sắt hay nhôm có hóa trị III

Phạm vi áp dụng: Khi nước thải có nhiều chất lơ lửng (SS > 400 mg/l) hay các ion kim loại (Zn, Cr, Cu…) và các chất hòa tan khác dễ bị keo tụ (nhũ tương, phù sa, ) hay SS vượt quá QCVN xả thải

2.2.2 Tuyển nổi [9]

Nhiệm vụ: Tách các hạt rắn trong pha lỏng khi khối lượng riêng của các hạt này nhỏ hơn khối lượng riêng của nước (tức là hạt rắn khó lắng)

 Ưu điểm:

- Hiệu quả loại bỏ hàm lượng chất rắn lơ lửng cao: 90 – 95%

- Giảm được thời gian và dung tích bể so với công trình khác

- Loại bỏ được các hạt cặn hữu cơ khó lắng

- Kết hợp với quá trình tuyển nổi sử dụng hóa chất đem lại hiệu quả cao

- Bùn cặn thu được có độ ẩm thấp, có thể tái sử dụng

 Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư, bảo dưỡng thiết bị cao

- Đ i hỏi kỹ thuật khi vận hành

- Cấu tạo phức tạp, quá trình kiểm soát áp suất khó khăn

Phạm vi áp dụng: Khi chất thải có chứa nhiều chất lơ lửng, huyền phù khó lắng, tái

sinh nguyên vật liệu

2.2.3 Hấp phụ [9]

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ h a tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi phí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp

lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: Than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ, mạt cưa…) Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagel, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưng ch ng cần có các tính chất xác định như: Tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hóa bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng bị oxy hóa và bị hóa nhựa Các chất hóa nhựa bít kín lỗ xốp của than và cản trở việc tái sinh

nó ở nhiệt độ thấp

2.2.4 Phương pháp xử lý ion [9]

Phương pháp xử lý ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước Các chất có khả năng h t các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit, những chất này mang tính axit Các chất có khả năng h t các ion âm gọi là anionit và chúng mang kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi là các ionit lưỡng tính

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, … các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua và các chất phóng xạ Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolite, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau… vô cơ tổng hợp silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước), các oxy khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crom, ziriconi… Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chung mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử

2.3 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Mục đích nhằm loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các loài sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của ch ng được tăng lên Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy sinh hóa Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý Có thể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sở khác nhau, song nhìn chung có thể chia chúng thành 3 loại chính sau:

- Quá trình xử lý sinh học hiếu khí bao gồm các công nghệ: Aerotank, SBR,

MBR, MBBR, FBR, mương oxy hóa

- Quá trình xử lý sinh học thiếu khí: Bể sinh học thiếu khí Anoxic

- Quá trình xử lý sinh học kỵ khí: UASB, biogas, kỵ khí tiếp xúc

2.3.1 Phương pháp sinh học hiếu khí

2.3.1.1 Bể Aerotank – Bể hiếu khí bùn hoạt tính [5]

Khi nước thải vào bể thổi khí (Bể Aerotank), các bông bùn hoạt tính được hình thành mà các hạt nhân của nó là các phân tử cặn lơ lửng Các loại vi khuẩn hiếu khí đến cư tr , phát triển dần, cùng với các động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn,… tạo nên các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ chất hữu cơ h a tan, keo và không hòa tan phân tán nhỏ Vi khuẩn và sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan

- Khuấy trộn đều nước thải cần xử lý với bùn hoạt tính trong thể tích V của bể phản ứng

- Làm thoáng bằng khí nén hay khuấy trộn bề mặt hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxy cung cấp cho quá trình sinh hóa xảy ra

- Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng 2

- Tuần hoàn lại một lượng bùn cần thiết từ đáy bể lắng để h a trộn với nước thải

đi vào

- Xả bùn dư và xử lý bùn

Cấu tạo: Bể Aerotank là công trình là bằng bê tông, bê tông cốt thép, với mặt bằng thông dụng là hình chữ nhật, là công trình sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất ô nhiễm trong nước Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxy dùng cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc làm thoáng gió Bể được phân loại theo nhiều cách: Theo nguyên lý làm việc có bể thông thường và bể có ngăn phục hồi; theo phương pháp làm thoáng là bể làm thoáng bằng khí nén, máy khuấy cơ học, hay kết hợp…

 Ưu điểm:

- Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%

- Vận hành đơn giản, an toàn

- Thích hợp với nhiều loại nước thải

- Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không phải gia tăng thể tích bể

 Nhược điểm:

- Nhân viên vận hành cần được đào tạo kỹ càng về chuyên môn

- Chi phí vận hành tốn kém

- Cần có thêm bể lắng đợt 2

- Diện tích thi công – xây dựng lớn

- Nhược điểm chính của xử lý hiếu khí là tổn thất năng lượng cung cấp cho khí với tốc độ đủ để duy trì nồng độ oxy hòa tan cần thiết để duy trì điều kiện hiếu khí trong nước thải được xử lý cho sự tăng trưởng hiếu khí

Hình 2.9 Bể Aerotank [12]