BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ĐỒ ÁN MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU DÂN CƯ 50 000 NGƯỜI GVHD Th s HUỲNH TẤN NHỰT Nhóm thực hiện Nhóm 2 1 Huỳnh Thị Tú Anh 18127004 2 Nguyễn Thị Thúy Hằng 18127017 3 Vũ Minh Lợi 18127029 4 Huỳnh Nguyễn Lệ Nga 18127032 5 Phan Trần Hà Phương 6 Lê Đông Sơ 7 Trần Thị Mỹ Thuận 8 Nguyễn Hữu Ý 9 Nguyễn Quốc Kiệt 10 Bùi Ngọc Bảo Trân 18127044 18127047 18127058 18127066 1812706.
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
9 Nguyễn Quốc Kiệt
10 Bùi Ngọc Bảo Trân
18127044 18127047 18127058 18127066 18127069 18126250
Trang 2TP.HCM, tháng 7 năm 2021
Trang 3MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT III
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.2 TÍNH CẤP THIẾT 1
1.3 MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 2
1.4 NỘI DUNG ĐỒ ÁN 2
1.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 2
1.6 Ý NGHĨA THỰC TIỄN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI CỦA ĐỒ ÁN 2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3
2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3
2.1.1 Định nghĩa 3
2.1.2 Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt 3
2.2 TỔNG QUAN VỀ QUẬN 2 5
2.2.1 Vị trí địa lý và địa hình 5
2.2.2 Hành chính 5
2.2.3 Hạ tầng 6
2.3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT QUẬN 2 6
CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 6
3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 6
3.1.1 Phương pháp xử lý cơ học 6
3.1.2 Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý 7
3.1.3 Phương pháp sinh học 8
3.2 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG HIỆN NAY 11
CHƯƠNG 4 : ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÍ 16
4.1 NGUYÊN TẮC ĐỀ XUẤT 16
4.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN 17
4.2.1 Phương án 1 17
4.2.2 Phương án 2 23
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ DỰ TOÁN KINH TẾ 29
5.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 29
5.1.1 Tính chất nước thải 29
5.1.2 Lưu lượng tính toán 30
5.1.3 Mức độ cần xử lý 31
5.1.4 Tính toán 2 phương án 32
5.2 Tính toán kinh tế 40
5.2.1 Tính toán kinh tế phương án 1 40
5.2.2 Tính toán kinh tế phương án 2 49
Trang 45.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO HỆ THỐNG 56
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 58
6.1 KẾT LUẬN 58
6.2 KIẾN NGHỊ 58
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 59
A TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN 1 59
A.1 Song chắn rác thô 59
A.2 Bể lắng cát 65
A.3.Song chắn rác tinh 72
A.4 Bể lắng đợt I 79
A.5 Bể tuyển nổi DAF 83
A.6 Bể điều hòa 89
A.7 Bể Anoxic 95
A.8 Bể Aerotank 100
A.9 Bể lắng ly tâm 110
A.10 Bể chứa bùn 118
A.11 Khử trùng 121
B TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN 2 126
B.1 Bể MBBR 126
B.2 Bể lắng ly tâm 135
B.3 Bể chứa bùn 143
B.4 Khử trùng nước thải 146
TÀI LIỆU THAM KHẢO 151
Trang 5DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
đo ở điều kiện 20 trong thời gian 5 ngày)
lửng trong bùn hoạt tính)
học bùn hoạt tính tuần hoàn dạng mẻ cải tiến)
dòng chảy ngược qua tầng bùn kị khí
động)
Trang 6CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề
Phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường là chủ đề nóng bỏng được sựquan tâm và ủng hộ của nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam
Môi trường và những vấn đề liên quan đến môi trường là đề tài được bànluận một cách sâu sắc trong kế hoạch phát triển bền vững của bất kỳ quốc gianào trên thế giới Trái đất ngôi nhà chung của chúng ta đang bị đe dọa bởi sự suythoái và cạn kiệt tài nguyên Nguồn gốc của mọi sự biến đổi về môi trường trênthế giới ngày nay do hoạt động kinh tế- xã hội Các hoạt động này, một mặt cảithiện chất lượng cuộc sống con người và môi trường, mặt khác lại mang lại hàngloạt các vấn đề như: khan hiếm, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm và suythoái chất lượng môi trường khắp nơi trên thế giới
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta có những bước phát triểnmạnh mẽ và vững chắc, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao thìvấn đề môi trường và các điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết hơnbao giờ hết Trong đó các vấn đề về nước được quan tâm nhiều hơn cả Các biệnpháp để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước mặt, nước ngầm không bị ônhiễm do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người đó là thu gom và xử
lý nước thải Nước thải sau xử lý sẽ đáp ứng được các tiêu chuẩn vào môi trườngcũng như khả năng tái sử dụng nước sau xử lý
Hiện nay, mỗi ngày lượng nước thải sinh ra ngày càng nhiều, việc thu gom và
xử lý nước thải là yêu cầu không thể thiếu được của vấn đề vệ sinh môi trường,nước thải ra ở dạng ô nhiễm hữu cơ, vô cơ cần được thu gom và xử lý trước khithải ra môi trường Với mong muốn môi trường sống ngày càng được cải thiện,vấn đề quản lý nước thải sinh hoạt được dễ dàng hơn để phù hợp với sự pháttriển tất yếu của xã hội và cải thiện nguồn tài nguyên nước đang bị thoái hóa và
ô nhiễm nặng nề nên đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khudân cư” là rất cần thiết nhằm góp phần cho việc quản lý nước thải khu dân cưngày càng tốt hơn, hiệu quả hơn và môi trường ngày càng sạch đẹp hơn
1.2 Tính cấp thiết
Với sự gia tăng dân số của Việt Nam nói chung và các khu dân cư nói riêng,
xử lý nước thải đang là một đề tài nóng hiện nay Nước thải từ khu dân cư, khunhà ở mang đặc tính chung của nước thải sinh hoạt: bị ô nhiễm bởi bã cặn hữu
cơ (SS), chất hữu cơ hòa tan (BOD,COD), các chất dinh dưỡng (N,P), các chấtdầu mỡ trong sinh hoạt , các vi trùng gây bệnh,…
Từ hiện trạng nêu trên, yêu cầu cấp thiết cần đặt ra là xử lý triệt để các chất ônhiễm để thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn xả thải, không ảnh hưởng đến môitrường sống của người dân
Trang 7Do đó, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt” được đề ra nhằmđáp ứng nhu cầu trên.
1.3 Mục tiêu đồ án
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu dân cư 50.000 người ởquận 2
1.4 Nội dung đồ án
Tổng quan về nước thải, quận 2 và nước thải sinh hoạt quận 2
Xây dựng phương án công nghệ xử lý nước thải cho khu dân cư 50.000 người
ở quận 2
Tính toán các công trình đơn vị theo phương án đề xuất
Dự toán kinh tế hệ thống xử lý nước thải
Bố trí công trình và vẽ mặt bằng tổng thể trạm xử lý theo phương án đã chọn
Vẽ sơ đồ mặt cắt công nghệ (theo nước, cao độ công trình)
Vẽ chi tiết các công trình đơn vị hoàn chỉnh
Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có
và đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp
Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trìnhđơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm
xử lý
Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các côngtrình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải
1.6 Ý nghĩa thực tiễn và kinh tế xã hội của đồ án
Về kinh tế: tiết kiệm tài chính cho ngân sách xã hội
Về môi trường: góp phần cải thiện môi trường nước đô thị và đời sống củangười dân (giảm mùi hôi, ít gây ô nhiễm không khí, giảm nạn ô nhiễm nướcngầm, nước mặt)
Trang 8Về xã hội: bảo vệ sức khỏe cộng đồng, giảm thiểu các bệnh tật do ô nhiễmnguồn nước gây ra, nhằm tạo môi trường thuận lợi cho phát triển kinh tế - xã hộimột cách bền vững) Góp phần nâng cao đời sống của người dân, xúc tiến pháttriển kinh tế của vùng.
Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp,sinh viên tham quan, học tập
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt
2.1.1 Định nghĩa
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đíchsinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,… Chúngthường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và cáccông trình công cộng khác Lượng nước thải sinh họat của một khu dân cư phụthuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cungcấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có Các trung tâm
đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành vànông thôn Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệthống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn
do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiênvào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm
2.1.2 Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt
Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồnnước thải Ngoài ra lượng nước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quánsinh hoạt
Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết con người từ các phòng vệ sinh
Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ các nhàbếp, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt từ các phóng tắm, nước rửa vệ sinhsàn nhà
Tính chất nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt thông thường chiếm khoảng 80% lượng nước được cấpcho sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinhhọc, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rấtnguy hiểm Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trongkhoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó
Trang 9nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây
ô nhiễm môi trường nghiêm trọng
Ngoài ra, nước thải sinh hoạt thường chứa các thành phần dinh dưỡng rấtcao Nhiều trường hợp, lượng chất dinh dưỡng này vượt qua nhu cầu phát triểncủa vi sinh vật dung trong xử lý bằng phương pháp sinh học Trong các côngtrình xử lý nước theo phương pháp sinh học, lượng dinh dưỡng cần thiết trungbình tính theo tỷ lệ BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 Các chất hữu cơ có trong nướcthải không phải được chuyển hóa hết bởi vi sinh vật mà có khoảng 20-40% BODkhông qua quá trình chuyển hóa bởi vi sinh vật, chúng chuyển ra chung với bùnlắng
Bảng 2.1 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt
( Nguồn: Rapid Environmental Assessment WHO – 1992)
Bảng 2.2 Thành phần trung bình của nước thải sinh hoạt
Trang 10-2.2 Tổng quan về quận 2
Quận 2 (cũ) nay là một phần thành phố Thủ Đức Vào ngày 1 tháng
1 năm 2021, Quận 2 lại sáp nhập với quận Thủ Đức và Quận 9 để thành lậpthành phố Thủ Đức thuộc Thành phố Hồ Chí Minh Quận 2 nằm ở phíađông Thành phố Hồ Chí Minh
Quận 2 có nhiều lợi thế về vị trí để thành lập khu đô thị mới, là đầu mối giaothông đường bộ, đường sắt nội bộ, đường thủy nối liền Thành phố với các tỉnhĐồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa – Vũng Tàu
2.2.1 Vị trí địa lý và địa hình
Quận 2 nằm ở phía Đông Bắc TP.HCM, tiếp giáp với:
- Phía Đông: Quận 9
- Phía Tây: Ngăn cách với các Quận Bình Thạnh, Quận 1 và Quận 4 bởisông Sài Gòn
- Phía Nam: Sông Sài Gòn, ngăn cách Quận 7, sông Nhà Bè, ngăn cách vớihuyện Nhơn Trạch, Đồng Nai
Bảng 2.3 Thành lập các phường thuộc Quận 2 như sau:
Trang 11đô thị Cityland Bình Trưng Đông, khu đô thị Phố Đông Village, khu đô thị CityHome, khu đô thị Ventura, khu đô thị Spring Life, khu đô thị An Phú - AnKhánh
2.3 Tổng quan về nước thải sinh hoạt quận 2
Nguồn gốc phát sinh nước thải sinh hoạt chủ yếu là từ các hộ gia đình (từ nhà
vệ sinh, nhà tắm, bếp, nước giặt, từ quá trình phân hủy của rác thải hữu cơ từnhững bãi tập kết rác thải sinh hoạt…) xả ra môi trường qua hệ thống mương,cống dẫn nước; ngoài ra còn có thể từ hoạt động của các trung tâm thương mại,công ty, xí nghiệp, bệnh viện, trường học,…
Thành phần nước thải sinh hoạt chủ yếu chứa nhiều chất rắn lơ lửng, COD,BOD5, Nitơ, Photpho, dầu mỡ,…
CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.1 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
3.1.1 Phương pháp xử lý cơ học
Phương pháp xử lý cơ học được sử dụng dựa vào các lực vật lý như lực trọngtrường, lực ly tâm… để tách các chất không hòa tan, các hạt lơ lửng có kíchthước đáng kể ra khỏi nước thải, Phương pháp này tương đối đơn giản, rẻ tiền vàhiệu quả xử lý chất lơ lửng tốt nên thường được áp dụng rộng rãi
Các công trình thường được sử dụng chủ yếu như: Song lưới chắn rác, Thiết
bị nghiền rác, Bể điều hòa, Khuấy trộn, Lắng, Lắng cao tốc, Tuyển nổi, Lọc, Hòatan khí, Bay hơi và tách khí, Việc áp dụng các công trình này được tóm tắt dướibảng sau:
Trang 12Công trình Áp dụng
nhất
vẫn giữ cặn ở trạng thái lơ lửng
để tách cặn bằng lắng trọng lực và nén bùn
xấp xỉ tỷ trọng nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học
học
(9) Bay hơi và bay
khí
Bay hơi các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ra khỏi nướcthải
3.1.2 Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý
Chủ yếu dựa vào các đặc tính hóa học, các phản ứng hóa học để xử lý nướcthải Mặc dù hiệu quả xử lý cao nhưng do chi phí xử lý tốn kém và đặc biệt là cókhả năng tạo thành các sản phẩm phụ độc hại nên phương pháp này thường ítđược sử dụng
Bảng 3.2 Áp dụng các quá trình hóa học trong xử lý nước thải:
lơ lửng ở bể lắng bậc 1
pháp hóa học thông thường hoặc bằng phương phápsinh học
Khử trùng bằng Chlorine Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh, Chlorine
là chất được sử dụng rộng rãi nhất
Trang 13Khử trùng bằng Ozone Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh.
3.1.3 Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học thường được áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt, Mụcđích xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các hạt keokhông lắng, ổn định( phân hủy) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của vi sinh vậthiếu khí hoặc kỵ khí Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh họcthường là các chất khí như: CO2, N2, CH4 ,H2S, các chất vô cơ như NH4+, PO43- vàcác tế bào mới
Do VSV đóng vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học nên tùy vào tínhchất hoạt động của chúng, phương pháp xử lý sinh học có thể chia thành 2 loạihiếu khí và kị khí, ngoài ra trong một số trường hợp, người ta cũng sử dụng kếthợp cả 2 quá trình kị khí và hiếu khí Hoặc có thể được phân loại thành các côngtrình sinh học trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo
Phương pháp kị khí
Phương pháp kị khí sử dụng nhóm VSV kị khí, hoạt động trong điều kiệnkhông có oxi Quá trình phân hủy kị khí các CHC là các quá trình sinh hóa phứctạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên,phương trình phản ứng sinh hoá trong điều kiện kị khí có thể biểu diễn như sau:
Đĩa quay
Mương oxy hóa
Kị khí
Nhân tạoUASBLọc kị khí
Kị khí tiếp xúc
Trang 14Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kị khí thành:
+ Quá trình xử lý kị khí với VSV sinh trưởng dạng lơ lửng
+ Quá trình xử lý kị khí với VSV sinh trưởng dạng dính
Xử lý nước bằng phương pháp xử lý sinh học kị khí với VSV sinh trưởng dạng
Sử dụng nhóm VSV hiếu khí, quá trình xử lý diễn ra trong điều kiện cung cấp
oxy liên tục Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí gồm
3 giai đoạn:
Oxy hóa các chất hữu cơ:
Trang 15Tổng hợp tế bào mới:
Phân hủy nội bào:
VSV sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọcnhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định.Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo:
+ Quá trình hiếu khí sinh trưởng lơ lửng (Aerotank): là xử lý nước thải bằng visinh có dạng bể, được thực hiện nhờ bùn hoạt tính và cung cấp oxy bằng khí nén hoặc làm thoáng, khuấy đảo liên tục Bùn phát triển ở trạng thái lơ lửng
và hiệu suất xử lý các hợp chất hữu cơ là khá cao Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật có trong nước thải, tạo thành những bông cặn có khả năng hấp thu và phân hủy các CHC khi có mặt oxy
+ Quá trình hiếu khí sinh trưởng dính bám (Lọc sinh học hiếu khí): là hoạt động nhờ quá trình dính bám của một số vi khuẩn hiếu khí trên lớp vật liệu giá thể Do quá trình dính bám tốt lên lượng sinh khối tăng lên, thời gian lưu bùn kéo dài nên xử lý tải trọng cao Vi sinh xử lý BOD, COD và một phần Nitơ, phospho
+ Đĩa quay sinh học: khi quay màng sinh học tiếp xúc với CHC có trong nước thải, nhờ quay liên tục mà màng sinh học vừa được tiếp xúc với không khí vừa tiếp xúc được với CHC trong nước thải.Vì vậy, CHC được phân hủy nhanh
+ Mương oxy hóa: là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính
Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí tự nhiên:
+ Cánh đồng tưới và bãi lọc: Trong nước thải sinh hoạt chứa hàm lượng nitơ,Phosphor, kali khá đáng kể Sử dụng VSV trong tự nhiên để xử lý CHC, quátrình xử lý diễn ra chậm
+ Ao hồ sinh học: VSV thường dùng oxy sinh có từ rêu tảo trong quá trìnhquang hợp cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ Rong,
Trang 16tảo lại tiêu thụ CO2, Phosphat và nitrat amoni sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóacác CHC bởi vi sinh Hồ sinh học xử lý nước thải bằng phương pháp sinh họcchủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch của hồ
Phương pháp thiếu khí
Nước thải chỉ giảm được 90-98% BOD, nhưng tổng Nitơ (N) chỉ giảm được 30-40% và khoảng 30% P, hàm lượng N, P cao vượt ngưỡng cho phép cần xử lý
bổ sung bằng phương pháp thiếu khí
Trường hợp thiếu oxy, các loại vi khuẩn khử Nitơrat denitrificans (dạng kịkhí tùy tiện) sẽ tách oxy của Nitơrat và nitrit để oxy hóa chất hữu cơ Nitơ phân
tử tạo thành trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước Quá trình chuyển: NO3 –
NO2 – NO – N2O – N2 (NO, N2O, N2: dạng khí) Tuy nhiên để cho quá trình nàydiễn ra thì cần phải xảy ra thêm 2 quá trình Nitrit hóa và Nitrat hóa ở điều điệnhiếu khí
Quá trình nitrit hóa: NH4 + O2 —Nitrosomonas—> NO2
-Quá trình nitrat hóa: NH4 + O2 —Nitrobacter—> NO3
-Nhưng để xử lý được Nitơ cũng đòi hỏi có nguồn Cacbon để tổng hợp tế bào
Do nước thải đã được nitrat hóa thường chứa ít vật chất chứa Cacbon nên đòi hỏiphải bổ sung thêm nguồn Cacbon từ ngoài vào Trong một số hệ khử nitrit sinhhọc, nước thải chảy tới hoặc tế bào chất thường là nguồn cung cấp Cacbon cầnthiết Khi xử lý nước thải công nghiệp thường thiếu Cacbon hữu cơ nên người ta
Kết hợp sinh học hiếu khí và kị khí
Ao hồ hiếu – kị khí (ao hồ tùy nghi): Đây là loại ao hồ phổ biến trong thực tế,
xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học phân hủy hiếu khí các CHC hòa tan
có điều ở trong nước và phân hủy kị khí cặn lắng ở vùng đáy
3.2 Các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đang được áp dụng hiện nay
a Trạm xử lý nước thải khu B kí túc xá đại học Quốc gia
Chủ đầu tư: Ban Quản Lý Dự Án Xây Dựng ĐHQG HCM
Công suất: 2000 m3/ngày
Địa điểm: Khu B Ký túc xá – ĐHQG TPHCM, Khu đô thị ĐHQG TPHCM,Phường Đông Hòa, TX Dĩ An, tỉnh Bình Dương
Trang 17Hình Sơ đồ quy trình công nghệ tại Trạm xử lý nước thải khu B kí túc xá
đại học Quốc gia
Trang 18Bể tiếp nhận: Nước thải phát sinh theo hệ thống qua song chắn rác thô (loại
bỏ rác thải thô có thể gây tắc nghẽn đường ống, hư hại máy bơm) dẫn vào bể tiếpnhận
Bể tách mỡ: Nước thải được bơm từ bể tiếp nhận qua thiết bị chắn rác tinh cókích thước khe hở 2mm lên bể tách mỡ
Bể điều hòa: Sau khi tách mỡ, nước thải sẽ tự chảy sang bể điều hòa Bể điềuhòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải tránh gây hiện tượngquá tải vào giờ cao điểm Hệ thống sục khí trong bể điều hòa có mục đích tránhlắng cặn và hiện tượng phân hủy kị khí
Bể anoxic: Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm đến bể anoxic Bể sinhhọc anoxic có nhiệm vụ phân hủy các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạtbởi các VSV trong môi trường hiếu khí Trong quá trình xử lý có bổ sung thêm
1 ít mật rỉ đường dùng để tăng nồng độ COD
Bể sinh học hiếu khí có vật liệu đệm: Là nơi xảy ra quá trình phân hủy hợpchất hữu cơ, quá trình Nitrat hóa trong điều kiện cấp khí nhận tạo bằng máy thổikhí lượng khí để cung cấp oxy cho VSV, xáo trộn đều nước thải, giải phóng cáckhí ức chế quá trình sống của VSV
Bể lắng sinh học: Có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải,
xuống đáy bể Tại bể lắng, nước thải đi từ dưới lên trên qua ống trung tâm, bùn
sẽ lắng xuống và được gom vào đáy bể Bùn sau khi lắng một phần sẽ được bơmtuần hoàn vào bể hiếu khí 50% - 70% dung lượng, lưu lượng bùn dư thải ra hằngngày sẽ được bơm vào bể nén bùn
Bể khử trùng: Nước thải sau khi tách bùn được châm Clorine khử trùng, làmgiảm mùi, hàm lượng Clorine cung cấp vào nước thải ổn định bằng bơm địnhlượng hóa chất
Hồ cảnh quan: Sau khi khử trùng, nước tự chảy sang hồ cảnh quang
Xử lý bùn:Tại bể nén bùn trong thời gian nén cố định để gia tăng nồng độ và
cô đặc, bùn sẽ được đưa vào máy ép bùn để tiết hành tách nước Bùn khô sau khi
ép tách nước sẽ được đưa đến đơn vị thu gom,vận chuyển đi xử lý đúng nơi quyđịnh Nước tách bùn phát sinh từ bể nén bùn và máy ép bùn sẽ được đưa về bểtiếp nhận
Xử lý mùi: Khí phát sinh từ bể tiếp nhận, bể điều hòa sẽ được thu gom bằng
hệ thống ống dẫn và quạt hút thu gom dẫn đến tháp khử mùi Tại tháp khử mùi
Trang 19dung dịch hấp thụ sẽ hấp thụ các chất ô nhiễm gây mùi hôi, trước khi thải ra môitrường bên ngoài.
b Nhà máy xử lý nước thải cho toàn thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình DươngNằm trong chuỗi các dự án thuộc quy hoạch của tỉnh Bình Dương về thoátnước và vệ sinh môi trường đã được UBND Tỉnh Bình Dương phê duyệt tạiQuyết định số 4058/QĐ-CT ngày 20/10/2003 Dự án Cải thiện môi trường nướcNam Bình Dương – giai đoạn I với hệ thống thu gom và nhà máy xử lý nước thải
có công suất 17.650 m3/ngđ đã khánh thành đưa vào sử dụng từ ngày 31/5/2013 Mục tiêu: thu gom, xử lý nước thải sinh hoạt khu vực Thành phố Thủ DầuMột
Đầu ra: đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT (cột A)
Đơn vị thiết kế: Công ty môi trường Biwase (http://www.biwase.com.vn)
Công nghệ sử dụng: công nghệ sinh học bùn hoạt tính tuần hoàn dạng mẻ cảitiến ASBR (Advanced Sequencing Batch Reactor)với ưu điểm tiết kiệm chi phíđầu tư, vận hành, giảm phát sinh mùi hôi
Chất lượng nước thải trước và sau xử lý
Bảng 3.3 Chất lượng nước thải tại nhà máy xử lý Thủ Dầu Một trước và sau
xử lý
Chỉ
Hiệu suất (%)
QCVN14:2 008/BTNM
Trang 20-Hình Sơ đồ quy trình công nghệ tại nhà máy xử lý nước thải Thủ Dầu Một - tỉnh
Bình Dương
Quy trình công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy gồm 3 bậc:
Trang 21+ Xử lý bậc 1: Xử lý sơ bộ bằng phương pháp cơ học: nước thải sinh
hoạt từ các hộ dân sẽ theo đường ống cấp 1 chảy về nhà máy và quacác công trình xử lý sơ bộ như song chắn rác thô và tinh, bể lắng cát,
hệ thống tách dầu mỡ Tại đây, cặn, cát và ván dầu mỡ sẽ được loạibỏ
+ Xử lý bậc 2: xử lý bằng phương pháp sinh học bùn hoạt tính theo
công nghệ ASBR
o Tại đây, hầu hết các thành phần ô nhiễm trong nước thải đượcloại bỏ nhờ quá trình xử lý sinh học diễn ra trong bể ASBR.Hoạt động của bể ASBR cho phép dòng nước thải vào liên tụctrong các giai đoạn riêng rẻ xảy ra trong cùng một bể Các giaiđoạn diễn ra như sau:
o Phản ứng – khoảng thời gian sục khí, khấy trộn được áp dụng
để đạt được hiệu quả xử lý sinh học mong muốn
o Lắng – tạm ngừng sục khí, khấy trộn để các chất rắn lơ lửng sẽlắng xuống đáy bể để lại một lớp nước trong đã được xử lý ởbên trên Bể vẫn tiếp tục nhận nước thô vào, thông qua ngăntiền phản ứng
o hu nước – nước trong được rút ra, trong khi nước thô vẫn tiếptục cho vào bể Bùn dư đồng thời được thải loại trong giaiđoạn này
+ Xử lý bậc 3: Khử trùng bằng tia cực tím (UV)
o Hệ thống vắt bùn, khử mùi cũng được đầu tư bằng các trang thiết
bị hiện đại xử lý triệt để các chất ô nhiễm hóa học như Amoniac,Hydro sunfua, mercaptan,… phát sinh từ quy trình xử lý nước thải
và bùn thải
o Bên cạnh đó, các hệ thống thiết bị đo quan trắc online cũng đượctrang bị phục vụ cho quá trình kiểm soát toàn bộ quá trình trước,trong và sau xử lý
CHƯƠNG 4 : ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LI 4.1 Nguyên tắc đề xuất
Công nghệ lựa chọn phải: (1) đạt hiệu quả xử lý nước thải theo giá trị giớihạn quy định QCVN 14 – 2008/BTNMT Cột A; (2) đạt được khả năng khống
Trang 22chế sự phát sinh mùi hôi trong quá trình xử lý đến mức trong vùng lân cận khuvực xử lý không nhận thấy mùi hôi; (3) Công nghệ đề xuất đảm bảo xử lý tínhchất nước thải đầu vào của nhà máy là: dòng nước thải có chứa hàm lượng COD,BOD, tổng Nitơ, Photpho, SS cao
Phù hợp với vị trí, diện tích hiện trạng mặt bằng Thiết kế trạm xử lý tronggiai đoạn I và dự trù diện tích cho giai đoạn II
Hệ thống vận hành ổn định, dễ dàng vận hành và an toàn với người lao động
Có khả năng sử dụng lâu dài, phù hợp với vốn đầu tư của công ty
Công nghệ bảo đảm sự an toàn cao trong trường hợp có sự thay đổi về nồng
độ, lưu lượng
4.2 Đề xuất phương án
4.2.1 Phương án 1
Sơ đồ công nghệ
Trang 23Thuyết minh quy trình
Song chắn rác thô:
Nước thải phát sinh theo hệ thống thoát nước theo mương dẫn qua SCR Tạiđây, rác và các chất thải rắn có kích thước lớn và nhỏ như bao bì, rơm rạ, tạpchất thô, mảnh gỗ, nhựa, giấy… được giữ lại qua song chắn thô và được thu gomtrong thùng chứa, sau đó được xe chở đến nơi chuyên xử lý rác Công trình songchắn rác giúp tránh tắc nghẽn đường ống, hư hại máy bơm và giảm hiệu quả xử
lý của giai đoạn sau Nước theo chế độ tự chảy đến song chắn rác tinh
Song chắn rác tinh:
Trang 24Ở đây, song chắn rác tinh tiếp tục tách các loại rác có kích thước nhỏ màsong chắn rác thô không chắn được trong nước thải Rác được thu gom và đem
đi xử lý Và nước thải thải sẽ được dẫn sang ngăn tiếp nhận (TK-01)
Ngăn tiếp nhận (TK-01):
Tại TK-01 định kỳ lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu thông thường của nước thảiđầu vào như: pH, SS, BOD, COD, tổng Nitơ, tổng Phốtpho, nhiệt độ Khi lưulượng và chất lượng nước thải tiếp nhận thay đổi, thì môi trường các bể xử lýphía sau thay đổi theo Nên nếu lưu lượng vào hoặc nồng độ chất ô nhiễm trongdòng vào tăng đáng kể (quá 10%), cần phải điều chỉnh các thông số vận hành vàkiểm soát lại việc xả thải của nhà máy sản xuất
Bể lắng cát (TK-02):
Nước từ song chắn rác thô sẽ được chuyển vào bể lắng cát ngang Tại đây
bể lắng cát sẽ loại bỏ những hạt cặn lớn vô cơ không tan trong nước thải, hạt cát
có kích thước lớn sẽ được lắng xuống đáy tránh lắng đọng trong ống dẫn, cácmương cũng như các thiết bị máy móc phía sau Khi cát tích tụ nhiều sẽ được hút
đi và đưa ra sân làm ráo nước và cát thu được sẽ đem đi chôn lấp Nước tách từsân phơi cát sẽ được tuần hoàn về TK-01 để tiếp tục quy trình xử lý
Bể tách dầu mỡ (TK-03):
Nước thải từ TK-02 sẽ chảy sang TK-03 Tại ngăn thứ hai dầu sẽ nổi lên trênmặt nước và được hớt bỏ Nước sẽ tiếp tục chảy qua ngăn thứ ba qua lỗ thoátnước và tự chảy xuống TK-04
Bể lắng đợt I (TK-04):
Tại đây, bùn sẽ được lắng nhờ trọng lực Phần bùn dư được bơm về bể chứabùn, sử dụng thiết bị ép bùn băng tải để ép bùn Bùn sau khi tách sẽ được xe vậnchuyển đến nơi chuyên xử lí bùn
Bể điều hòa (TK-05):
Nước thải sau khi qua bể tuyển nổi được đưa đến bể điều hòa Với mục đíchđiều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm giúp cho công trình sinh họcphía sau làm việc ổn định,tăng hiệu quả xử lí, khắc phục sự cố vận hành do daođộng về nồng độ và lưu lượng
Trang 25Bể lắng 2 (TK-08):
Sau đó hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính sẽ được dẫn sang bể lắng 2, bùn
sẽ được lắng nhờ trọng lực Bùn sau khi lắng 1 phần được tuần hoàn lại bểAnoxic để đảm bảo lượng sinh khối trong Anoxic, phần dư được bơm về bể chứabùn, sử dụng thiết bị ép bùn băng tải để ép bùn Bùn sau khi tách sẽ được xe vậnchuyển đến nơi chuyên xử lí bùn Nước ở máy ép bùn được tuần hoàn về trước
bể điều hòa để tiếp tục xử lí
Bể khử trùng (TK-09):
Nước sau quá trình lắng được sang bể khử trùng bằng hóa chất NaClO đểtiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, đảm bảo an toàn cho nước thải về mặt vi sinh trướckhi xả ra nguồn tiếp nhận
Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại A QCVN 14:2008 trước khi xả vàonguồn tiếp nhận
Bảng hiệu suất xử lý
Song chắn rácthô
Trang 29lý của giai đoạn sau Nước theo chế độ tự chảy đến song chắn rác tinh
Trang 30Bể lắng cát (TK-02):
Nước từ song chắn rác thô sẽ được chuyển vào bể lắng cát ngang Tại đây
bể lắng cát sẽ loại bỏ những hạt cặn lớn vô cơ không tan trong nước thải, hạt cát
có kích thước lớn sẽ được lắng xuống đáy tránh lắng đọng trong ống dẫn, cácmương cũng như các thiết bị máy móc phía sau Khi cát tích tụ nhiều sẽ được hút
đi và đưa ra sân làm ráo nước và cát thu được sẽ đem đi chôn lấp Nước tách từsân phơi cát sẽ được tuần hoàn về TK-01 để tiếp tục quy trình xử lý
Bể tách dầu mỡ (TK-03):
Nước thải từ TK-02 sẽ chảy sang TK-03 Tại ngăn thứ hai dầu sẽ nổi lên trênmặt nước và được hớt bỏ Nước sẽ tiếp tục chảy qua ngăn thứ ba qua lỗ thoátnước và tự chảy xuống TK-04
Bể lắng đợt I (TK-04):
Tại đây, bùn sẽ được lắng nhờ trọng lực Phần bùn dư được bơm về bể chứabùn, sử dụng thiết bị ép bùn băng tải để ép bùn Bùn sau khi tách sẽ được xe vậnchuyển đến nơi chuyên xử lí bùn
Bể điều hòa (TK-05):
Nước thải sau khi qua bể tuyển nổi được đưa đến bể điều hòa Với mục đíchđiều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm giúp cho công trình sinh họcphía sau làm việc ổn định,tăng hiệu quả xử lí, khắc phục sự cố vận hành do daođộng về nồng độ và lưu lượng
Bể MBBR (TK-06):
Sau khi được sục khí khuấy trộn tại bể điều hoà, nước thải được bơm lên bể
xử lý sinh học hiếu khí MBBR Bể MBBR được lắp hệ thống phân phối khí cốđịnh dưới đáy bể, nước thải sẽ được cấp khí liên tục để cung cấp oxy cho các visinh vật hiếu khí (bùn hoạt tính) để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải, và
Trang 31diễn ra quá trình nitrat hóa N Ngoài ra trong bể còn được thả thêm giá thể diđộng, nhờ vậy mà quá trình khử Nitrat cũng được diễn ra đồng thời tại đây Quátrình này làm giảm tổng Nitơ trong nước thải.
Bể lắng 2 (TK-07):
Sau đó hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính sẽ được dẫn sang bể lắng 2, bùn
sẽ được lắng nhờ trọng lực Bùn sau khi lắng 1 phần được tuần hoàn lại bểAnoxic để đảm bảo lượng sinh khối trong Anoxic, phần dư được bơm về bể chứabùn, sử dụng thiết bị ép bùn băng tải để ép bùn Bùn sau khi tách sẽ được xe vậnchuyển đến nơi chuyên xử lí bùn Nước ở máy ép bùn được tuần hoàn về trước
bể điều hòa để tiếp tục xử lí
Bể khử trùng (TK-08):
Nước sau quá trình lắng được sang bể khử trùng bằng hóa chất NaClO đểtiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, đảm bảo an toàn cho nước thải về mặt vi sinh trướckhi xả ra nguồn tiếp nhận
Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại A QCVN 14:2008 trước khi xả vàonguồn tiếp nhận
Bảng hiệu suất xử lý
Song chắn rácthô
Trang 32SS (mmg/l) 372,4 10 335,16Dầu mỡ TV
Trang 34Bảng 5.1 Tính chất nguồn nước thải
Trang 355.1.2 Lưu lượng tính toán
- Khu vực tính toán thuộc quận 2 thành phố Hồ Chí Minh Với tỉ lệ gia tăng dân
số là 2,28% /năm
- Với dân số hiện tại (2021) là : N0 = 50.000 ( người )
- Niên hạn thiết kế : t = 20 năm
- Tốc độ gia tăng dân số : r = 2,28 %/năm
- Vậy dân số năm 2041 được tính toán theo công thức :
Trong đó: : là tiêu chuẩn thoát nước trung bình, = 250 L/ng.ngđ
N: Dân số sau 20 năm
Chọn lưu lượng tính toán là 20.000 m 3 /ngđ
Lưu lượng nước thải trung bình giờ: ( )
( m3/h )Lưu lượng nước thải trung bình giây: ( )
( m3/s ) = 232 (l/s)Lưu lượng nước thải lớn nhất ngày đêm: ( )
( m3/ngđ )Trong đó: là tiêu chuẩn thoát nước ngày dùng nước lớn nhất là 270 L/ng.ngđLưu lượng nước thải lớn nhất giờ: ( )
m3/h
Trang 36Lưu lượng nước thải lớn nhất giây: ( )
L/s
Bảng 5.2: thống kê lưu lượng tính toán
Thông số Kí hiệu Đơn vị tính
Lưu lượng trung bình ngày
Lưu lượng lớn nhất ngày
Trang 37Coliform MPN/100ml 3000
5.1.4 Tính toán 2 phương án
A Tính toán các công trình phương án 1
(Xem chi tiết ở phụ lục)
Bảng 5.4 Thông số thiết kế song chắn rác thô
Bảng 5.5 Thông số thiết kế song chắn rác tinh
Bảng 5.6 Thông số t hiết kế bể lắng cát
Trang 38STT Thông số thiết kế Kí hiệu Chỉ số Đơn vị
Bảng 5.7 Thông số t hiết kế ngăn tiếp nhận
Bảng 5.8 Thông số thiết kế bể tách dầu mỡ
STT Thông số thiết kế Kí hiệu Chỉ số Đơn vị
Trang 39Bảng 5.9 Thông số thiết kế bể lắng đợt 1
Bảng 5.10 Thông số thiết kế bể điều hòa
Bảng 5.11 Thông số thiết kế bể Anoxic
Thông số thiết kể của một bể Anoxic
Trang 40Bảng 5.12 thông số thiết kế bể Aerotank
Thông số thiết kể của một bể Aerotank
mmỐngmmđĩađĩa
900222005688129
Bảng 5.13 Thông số thiết kế bể lắng ly tâm đợt 2
mKhemmm
