Mục tiêu của đề tài
- Tính toán thiết kế, mở rộng nhà máy xử lý nước thải thành phố Đà Lạt, Lâm Đồng, nước thải sau khi xử lý đạt cột B QCVN 14: 2008/BTNMT.
Nội dung của đề tài
- Tổng quan lý thuyết về các phương pháp xử lý nước thải nói chung và các công nghệ xử lý nước thải đô thị nói riêng
- Thu thập số liệu, đánh giá hiện trạng thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tại thành phố Đà Lạt
- Dự báo mức độ phát sinh, khối lượng, thành phần nước thải sinh hoạt cho thành phố Đà Lạt đến năm 2030
- Thiết kế, quy hoạch trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho thành phố Đà Lạt đến năm 2030
- Phân tích, tính toán chi phí xây dựng các công trình
- Tính toán và chế tạo một mô hình của một công trình đơn vị.
Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập, sưu tập các tài liệu và số liệu có liên quan
- Tham khảo ý kiến các chuyên gia
- Tham khảo thực địa các công trình xử lý nước thải tương tự
- Sử dụng các công thức toán đã thiết lập sẵn để tính toán kỹ thuật - kinh tế cho hệ thống xử lý nước thải
- Sử dụng phần mềm đồ họa Autocad để thể hiện các công trình trên các bản vẽ kỹ thuật.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Từng bước khắc phục được tình trạng ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước đem lại vẽ mỹ quan, văn minh cho thành phố Đà Lạt
- Góp phần cải thiện môi trường đô thị (giảm mùi hôi, ít gây ô nhiễm không khí, giảm nạn ô nhiễm nước ngầm, nước mặt)
Bảo vệ sức khỏe cộng đồng và giảm thiểu bệnh tật do ô nhiễm nguồn nước là rất quan trọng để tạo ra một môi trường thuận lợi cho sự phát triển bền vững của kinh tế - xã hội.
Kết cấu của đồ án
Đồ án bao gồm 7 chương
• Chương 1: Tổng quan về nước thải sinh hoạt
• Chương 2: Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
• Chương 3: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải
• Chương 5: Tính toán chi phí
• Chương 6: Kết luận và kiến nghị
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
Tổng quan về thành phố Đà Lạt – tỉnh Lâm Đồng
1.1.1 Tình hình kinh tế xã hội
- Dân số: 214.443 người (năm 2011), tỉ lệ gia tăng dân số hằng năm 1,79%
Lâm Đồng, một trong năm tỉnh của vùng Tây Nguyên, có tọa độ từ 11˚12’ đến 12˚15’ vĩ độ bắc và 107˚45’ kinh độ đông Tỉnh này giáp với các tỉnh Khánh Hoà và Ninh Thuận ở phía đông, Đắk Nông ở phía tây, Đồng Nai và Bình Phước ở phía tây nam, Bình Thuận ở phía nam và đông nam, cùng với Đắc Lắc ở phía bắc Nổi bật với cao nguyên Lâm Viên - Di Linh, Lâm Đồng có độ cao 1500 m so với mực nước biển và là tỉnh duy nhất trong khu vực Tây Nguyên không có đường biên giới quốc tế.
Tỉnh Lâm Đồng có diện tích tự nhiên 9.773,5 km² và dân số khoảng 1.262.165 người vào năm 2014 Về mặt hành chính, Lâm Đồng bao gồm 2 thành phố là Đà Lạt và Bảo Lộc, cùng với 10 huyện: Bảo Lâm, Cát Tiên, Di Linh, Đam Rông, Đạ Huoai, Đạ Tẻh, Đơn Dương, Lạc Dương, Lâm Hà và Đức Trọng.
Tổng sản phẩm (GRDP) của tỉnh năm 2014 đạt 51.470 tỷ đồng, tăng 9,84% so với cùng kỳ Trong đó, khu vực nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản đạt 22.736 tỷ đồng, tăng 5,21%; khu vực công nghiệp và xây dựng đạt 9.960 tỷ đồng, tăng 20,74%; và khu vực du lịch đạt 18.774 tỷ đồng, tăng 10,42% so với năm trước.
Đà Lạt, thành phố trực thuộc tỉnh Lâm Đồng, tọa lạc trên cao nguyên Lâm Viên với độ cao 1.500 m so với mực nước biển và diện tích tự nhiên 393,29 km² Thành phố này gồm 12 phường, được đánh số từ 1 đến 12.
12) và 4 xã Tính đến cuối năm 2012 dân số Đà Lạt là 214.443 người trên 64.132 hộ, mật độ trung bình 536 người/km²
Đà Lạt có nền kinh tế chủ yếu dựa vào du lịch, dịch vụ và nông nghiệp, với ngành du lịch và dịch vụ chiếm 70% tổng sản phẩm nội địa vào năm 2007 Ngành công nghiệp chế biến thu hút nhiều lao động, nhờ vào khí hậu và thổ nhưỡng thuận lợi cho việc trồng chè và cà phê, hai sản phẩm quan trọng của thành phố Nghề thêu cũng đã phát triển mạnh mẽ từ cuối thế kỷ 20 Năm 2011, Đà Lạt ghi nhận tốc độ tăng trưởng kinh tế 17%, tổng giá trị xuất khẩu đạt 42,7 triệu USD và thu nhập bình quân đầu người khoảng 26,6 triệu đồng.
1.1.2 Nguồn gốc và các thông số nước thải tại thành phố Đà Lạt
Nước thải sinh hoạt, bao gồm nước thải từ tắm, giặt giũ, tẩy rửa và vệ sinh cá nhân, được thu gom và đưa về nhà máy xử lý Hiện nay, nguồn nước thải này đến từ hơn 7.400 hộ gia đình tại trung tâm thành phố.
Bảng 1.1: Lưu lượng nước thải ở thời điểm hiện tại
Thông số Đơn vị Tải lượng nước thải tại NMXL
Từ Trạm bơm chính (TBC)
Từ các bể tự hoại bên ngoài từ sân phơi bùn tại NMXL
Tổng cộng tải lượng sẽ phải xử lý tại NMXL
Người được đấu nối người 53,000 53,000
Bình quân giờ /ngày m 3 /giờ 307 2 4 312
Cao điểm giờ/ngày m 3 /giờ 504 2 47 553
Cao điểm giờ/ngày l/giây 140 0.6 13 154
Bảng 1.2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải
Thông số Đơn vị Giá trị QCVN-14/2008 loại B
Tổng quan về nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là loại nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các hoạt động như tắm, giặt giũ, tẩy rửa và vệ sinh cá nhân Nguồn nước thải này thường phát sinh từ các hộ gia đình, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt trong một khu dân cư phụ thuộc vào số lượng dân cư, tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
Nước thải sinh hoạt thường chứa cặn hữu cơ, chất hữu cơ hòa tan, và các chất dinh dưỡng như Nitơ và Photpho, dẫn đến ô nhiễm Các chỉ số BOD5 và COD thường được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm này, bên cạnh sự hiện diện của các vi khuẩn gây bệnh như E.Coli và Coliform.
Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào lưu lượng và tải trọng nước thải tính theo đầu người, điều này liên quan đến mức sống, điều kiện sống, phong tục tập quán và các yếu tố địa phương.
Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt
- Thành phần nước thải sinh hoạt gồm hai loại:
• Nước thải nhiễm bẩn do bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
• Nước thải bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ bếp, các chất tẩy rửa, các hoạt đồng bề mặt từ nhà tắm…
Nước thải sinh hoạt thường chứa các chất hữu cơ như carbonhydrate, protein và lipid, dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật Quá trình phân hủy này cần oxy hòa tan trong nước để chuyển hóa các chất hữu cơ thành CO2, N2, H2O và CH4 Chỉ số BOD5 là thước đo lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật trong việc phân hủy chất hữu cơ, cho thấy mức độ ô nhiễm của nước thải Cụ thể, chỉ số BOD5 càng cao, lượng chất hữu cơ trong nước thải càng lớn, dẫn đến việc tiêu thụ oxy hòa tan nhiều hơn, phản ánh mức độ ô nhiễm cao hơn.
1.3.1 Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải sinh hoạt và tác động môi trường
1.3.1.1 Thông số vật lý a Hàm lượng chất rắn lơ lửng
- Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS – SS) có thể có bản chất là:
• Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét);
• Các chất hữu cơ không tan;
• Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…)
• Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng gây cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý b Mùi
Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S, mang mùi trứng thối Ngoài H2S, các hợp chất khác như indol, skatol, cadaverin và cercaptan, được hình thành trong điều kiện yếm khí, có thể tạo ra những mùi khó chịu hơn.
Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn nước cấp do xả thải từ các hoạt động sinh hoạt và thương mại, nhưng lại thấp hơn so với nhiệt độ không khí Nhiệt độ là thông số quan trọng trong xử lý nước thải, đặc biệt là trong các công nghệ sinh học, vì nó ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý Nhiệt độ cũng tác động đến đời sống thủy sinh vật và sự hòa tan oxy trong nước.
Màu sắc của nước thải xuất phát từ các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm, hoặc từ các sản phẩm hình thành trong quá trình phân hủy chất hữu cơ Độ màu của nước thải thường được đo bằng đơn vị mgPt/L theo 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
1.3.1.2 Thông số hóa học a Độ pH của nước
- 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 ảnh hưởng đến dạng tồn tại của kim loại và khí hòa tan, tác động đến hiệu quả xử lý nước Ngoài ra, pH cũng ảnh hưởng đến các quá trình trao đổi chất trong cơ thể sinh vật nước, mang lại ý nghĩa quan trọng về mặt sinh thái môi trường Nhu cầu oxi hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD) là một chỉ số quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước.
COD, hay nhu cầu oxy hóa học, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các hợp chất hóa học trong nước, bao gồm cả hữu cơ và vô cơ Ngược lại, BOD, hay nhu cầu oxy sinh học, chỉ đề cập đến lượng oxy cần thiết để oxy hóa một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh vật.
COD là chỉ số quan trọng trong việc đánh giá ô nhiễm chất hữu cơ, cùng với BOD, giúp xác định mức độ ô nhiễm không phân hủy sinh học trong nước Thông qua đó, có thể lựa chọn phương pháp xử lý nước phù hợp.
- BOD là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ theo phản ứng:
Chất hữu cơ + O 2 CO 2 + H 2 O + tế bào mới + sản phẩm trung gian
Trong môi trường nước, quá trình oxy hóa sinh học diễn ra khi các vi sinh vật tiêu thụ oxy hòa tan Do đó, việc xác định tổng lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học là một phép đo quan trọng để đánh giá tác động của nó.
Chỉ số BOD (Biochemical Oxygen Demand) thể hiện lượng chất thải hữu cơ trong nước có khả năng phân hủy bởi vi sinh vật, đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm nước Oxy hòa tan (DO) cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật thủy sinh và chất lượng nguồn nước.
DO là chỉ số lượng oxy hòa tan trong nước, cần thiết cho sự hô hấp của các vi sinh vật như cá, thủy sinh và côn trùng Oxy này thường được cung cấp thông qua quá trình hòa tan từ khí quyển hoặc nhờ vào quang hợp của tảo.
- Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hóa sinh học trong nước:
• Oxy hóa các chất khử vô cơ: Fe 2+ , Mn 2+ , S 2- , NH3
Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước giúp làm sạch nước nhiễm bẩn, nhờ vào vai trò quan trọng của một số vi sinh vật hiếu khí Đây là quá trình tự làm sạch tự nhiên của nước, góp phần cải thiện chất lượng nước.
- Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển
Các quá trình tự nhiên tiêu thụ oxy hòa tan, nhưng khả năng hòa tan của oxy trong nước rất thấp, dẫn đến khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên bị hạn chế Do đó, hàm lượng oxy hòa tan trở thành chỉ số quan trọng phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước mặt Nito và các hợp chất chứa nito cũng đóng vai trò quan trọng trong vấn đề này.
Nitơ là nguyên tố thiết yếu cho sự sống trên Trái Đất, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc protein và acid amin trong tế bào Xác sinh vật và chất thải từ chúng chứa lượng lớn protein hữu cơ, được vi sinh vật phân hủy và khoáng hóa thành các hợp chất Nitơ vô cơ như NH4+ và NO2-.
NO3 – và có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí
Trong môi trường đất và nước, có sự hiện diện của các thành phần chứa Nitơ, bao gồm từ các protein phức tạp cho đến các acid amin đơn giản, cùng với các ion Nitơ vô cơ, là sản phẩm của quá trình khoáng hóa các chất này.
Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường lơ lửng trong nước và có thể xuất hiện với nồng độ cao trong nước thải cũng như nước tự nhiên giàu protein.
• Các hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô cơ (NH4 +,NO3 –,NO2 –)
Tổng quan về thành phố Đà Lạt – tỉnh Lâm Đồng
1.4.1 Tình hình kinh tế xã hội
- Dân số: 214.443 người (năm 2011), tỉ lệ gia tăng dân số hằng năm 1,79%
Lâm Đồng, một trong năm tỉnh của vùng Tây Nguyên, có tọa độ địa lý từ 11˚12’ đến 12˚15’ vĩ độ bắc và 107˚45’ kinh độ đông Tỉnh này giáp với Khánh Hoà và Ninh Thuận ở phía đông, Đắk Nông ở phía tây, Đồng Nai và Bình Phước ở phía tây nam, Bình Thuận ở phía nam và đông nam, cùng với Đắc Lắc ở phía bắc Lâm Đồng nằm trên cao nguyên cao nhất của Tây Nguyên.
Lâm Viên - Di Linh với độ cao 1500 m so với mực nước biển và là tỉnh duy nhất ở Tây Nguyên không có đường biên giới quốc tế
Tỉnh Lâm Đồng có tổng diện tích tự nhiên là 9.773,5 km² và dân số khoảng 1.262.165 người vào năm 2014 Về mặt hành chính, Lâm Đồng bao gồm 2 thành phố là Đà Lạt và Bảo Lộc, cùng với 10 huyện: Bảo Lâm, Cát Tiên, Di Linh, Đam Rông, Đạ Huoai, Đạ Tẻh, Đơn Dương, Lạc Dương, Lâm Hà và Đức Trọng.
Tổng sản phẩm (GRDP) của tỉnh năm 2014 đạt 51.470 tỷ đồng, tăng 9,84% so với cùng kỳ Trong đó, khu vực nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản đạt 22.736 tỷ đồng, tăng 5,21%; khu vực công nghiệp và xây dựng đạt 9.960 tỷ đồng, tăng 20,74%; và khu vực du lịch đạt 18.774 tỷ đồng, tăng 10,42% so với năm trước.
Đà Lạt, thành phố thuộc tỉnh Lâm Đồng, tọa lạc trên cao nguyên Lâm Viên với độ cao 1.500 m so với mực nước biển và diện tích tự nhiên lên tới 393,29 km² Thành phố này bao gồm 12 phường, được đánh số từ 1 đến 12.
12) và 4 xã Tính đến cuối năm 2012 dân số Đà Lạt là 214.443 người trên 64.132 hộ, mật độ trung bình 536 người/km²
Đà Lạt có nền kinh tế chủ yếu dựa vào du lịch, dịch vụ và nông nghiệp, với ngành du lịch và dịch vụ chiếm 70% tổng sản phẩm nội địa vào năm 2007 Ngành công nghiệp chế biến thu hút nhiều lao động, nhờ điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng thuận lợi, Đà Lạt nổi tiếng với sản phẩm chè và cà phê Nghề thêu cũng phát triển mạnh mẽ từ cuối thế kỷ 20 Năm 2011, Đà Lạt đạt tốc độ tăng trưởng kinh tế 17%, tổng giá trị xuất khẩu đạt 42,7 triệu đô la Mỹ và thu nhập bình quân đầu người đạt khoảng 26,6 triệu đồng.
1.4.2 Nguồn gốc và các thông số nước thải tại thành phố Đà Lạt
Nước thải sinh hoạt từ hơn 7.400 hộ gia đình tại trung tâm thành phố được thu gom và đưa về nhà máy xử lý Nguồn nước thải này bao gồm nước sử dụng cho các hoạt động như tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân và nhà vệ sinh.
TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Các phương pháp xử lý nước thải
- Các phương pháp xử lý nước thải được phân loại như sau:
Quy trình xử lý nước thải được phân loại thành ba phương pháp chính: xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học, xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý và xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.
- Theo công đoạn xử lý được chia ra
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Xử lý cơ học là quá trình loại bỏ các tạp chất không hòa tan trong nước thải mà không làm thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó Giai đoạn này nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả cho các bước xử lý tiếp theo, đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý sơ bộ nước thải trước khi tiến hành các phương pháp xử lý khác.
Để tách các hạt lơ lửng khỏi nước thải, các quá trình thủy cơ thường được áp dụng, với phương pháp lựa chọn dựa trên kích thước và tính chất của hạt, nồng độ, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết Phương pháp xử lý cơ học có khả năng loại bỏ đến 60% tạp chất không hòa tan và giảm BOD lên đến 30% Để nâng cao hiệu suất của các công trình xử lý cơ học, có thể sử dụng phương pháp làm thoáng sơ bộ, giúp tăng hiệu quả xử lý lên tới 75% chất lơ lửng và 40-50% BOD.
2.2.1 Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn
Quá trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ tất cả các tạp chất có thể gây ra sự cố trong hệ thống xử lý nước thải.
Song chắn được sử dụng để giữ lại các vật thô ở phía trước, bao gồm hai loại chính là di động và cố định Chúng thường được đặt nghiêng với góc từ 60° đến 75° theo hướng dòng chảy, và có thể được làm từ sắt tròn, vuông hoặc kết hợp cả hai hình dạng.
13 vừa vuông, khoảng cách các thanh bằng 60 - 100 mm để chắn vật thô và 10 – 25 mm để chắn vật nhỏ hơn (Trần Hiếu Nhuệ, 2001)
- Vận tốc dòng chảy qua song chắn khoảng 0,8 – l m/s Trước song chắn rác còn có khi lắp thêm máy nghiền rác để nghiền nhỏ các tạp chất
Để loại bỏ các tạp chất rắn nhỏ và mịn hơn sau song chắn rác, có thể sử dụng lưới lọc với kích thước lỗ từ 0,5 đến 1 mm Lưới lọc này được thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau, giúp nâng cao hiệu quả trong quá trình xử lý nước.
Quá trình lắng chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm lưu lượng nước thải, thời gian lắng, khối lượng riêng và tải lượng chất rắn lơ lửng Các yếu tố khác như tải lượng thủy lực, sự keo tụ của các hạt rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng cũng đóng vai trò quan trọng trong hiệu quả của quá trình này.
Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2 - 2 mm ra khỏi nước thải Dòng nước thải được dẫn vào bể lắng theo nhiều cách khác nhau, bao gồm theo tiếp tuyến, dòng ngang, dòng từ trên xuống và tỏa ra xung quanh Dưới tác dụng của trọng lực, cát nặng sẽ lắng xuống khi nước đi qua bể Dựa trên nguyên lý làm việc, bể lắng cát được chia thành hai loại chính: bể lắng cát ngang và bể lắng cát đứng.
Bế lắng ngang có hình dạng chữ nhật và thường được sử dụng trong các trạm xử lý nước có công suất 3.000 m³/ngày đêm khi xử lý nước có dùng phèn Đối với các trạm xử lý nước không dùng phèn, bế lắng ngang có thể áp dụng với bất kỳ công suất nào (Hoàng Huệ, 1996).
- Trong bể lắng ngang, người ta chia dòng chảy và quá trình lắng thành bốn vùng:
Bể lắng ngang bao gồm các vùng như vùng nước thải vào, vùng lắng, vùng xả nước ra và vùng bùn Chiều sâu của bể thường từ 1,5 đến 4 mét, với chiều dài gấp 8 đến 12 lần chiều cao và chiều rộng kênh từ 3 đến 6 mét Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không nên vượt quá 0,01 m/s, và thời gian lưu giữ nước dao động từ 1 đến 3 giờ.
Trong bể lắng, nước chuyển động từ dưới lên trên, trong khi các hạt cặn rơi ngược lại với chiều chuyển động của dòng nước Khi không sử dụng chất keo tụ trong quá trình xử lý nước, tốc độ rơi của các hạt cặn sẽ lớn hơn tốc độ dâng của dòng nước.
Khi sử dụng chất keo tụ, không chỉ 14 sẽ lắng xuống đáy bể lắng mà còn có thêm một số hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ chuyển động của dòng nước cũng sẽ được lắng theo.
- Hiệu quả lắng trong bể lắng đứng phụ thuộc vào chất keo tụ, sự phân bố đều của dòng nước và chiều cao vùng lắng
Bể lắng đứng thường có hình dạng vuông hoặc tròn, được thiết kế cho các trạm xử lý với công suất lên đến 3.000 m³/ngày đêm Nước thải được đưa vào trung tâm bể với tốc độ không vượt quá 30 mm/s, và thời gian lưu nước trong bể dao động từ 45 đến 120 phút (Hoàng Huệ, 1996).
Bể có đường kính từ 16 đến 60 m và chiều sâu nước chảy từ 1,5 đến 5 m, với tỷ lệ đường kính và chiều sâu từ 6 đến 30 Đáy bể có độ dốc i ≥ 0,02 hướng về tâm Nước thải được dẫn từ tâm ra thành bể, sau đó thu vào máng và dẫn ra ngoài Cặn lắng xuống đáy được tập trung và đưa ra ngoài Thời gian lưu nước thường được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả xử lý.
Bế lắng là một phương pháp được áp dụng cho các trạm xử lý nước thải có lưu lượng từ 20.000 m³/ngày đêm trở lên, với dàn quay hoạt động ở tốc độ 2 - 3 vòng/phút Thời gian bế lắng thường dao động từ 85 đến 90 phút (Bộ xây dựng, 2008).
2.2.3 Tách các tạp chất nổi
Dầu và mỡ trong nước thải sản xuất tạo thành lớp màng mỏng trên bề mặt nước, gây cản trở quá trình hấp thụ oxy và làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sống của các sinh vật trong môi trường nước Do đó, việc xử lý dầu mỡ trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận là rất cần thiết.
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
Các phương pháp hóa lý phổ biến trong xử lý nước thải bao gồm keo tụ, hấp phụ, trích ly, bay hơi và tuyển nổi Xử lý hóa lý có thể được thực hiện độc lập hoặc kết hợp với các phương pháp cơ học, hóa học và sinh học khác để tạo thành một quy trình xử lý nước thải hoàn chỉnh.
Cặn bẩn trong nước thiên nhiên thường bao gồm các hạt cát, sét, bùn, sinh vật phù du và sản phẩm phân hủy hữu cơ Những hạt này có kích thước rất nhỏ, khiến chúng dễ dàng di chuyển cùng với các phân tử nước Độ bền của các hạt cặn lơ lửng trong nước thấp hơn nhiều so với các hệ phân tán phân tử, do đó chúng dễ bị phá hủy bởi các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp hoặc khi hòa tan trong nước có chứa chất điện phân.
Trong công nghệ xử lý nước, phèn được sử dụng để làm mất tính ổn định của hệ keo thiên nhiên, tạo ra hệ keo mới có khả năng kết hợp thành các bông cặn lớn Những bông cặn này lắng nhanh và có hoạt tính bề mặt cao, giúp hấp phụ và kéo theo cặn bẩn cũng như chất hữu cơ gây mùi, vị không mong muốn trong nước Quá trình này được gọi là quá trình keo tụ trong xử lý nước thải (Trịnh Xuân Lai, 2002).
Các chất đông tụ thường được sử dụng bao gồm muối sắt, muối nhôm hoặc hỗn hợp của chúng, trong đó muối nhôm Al2(SO4)3.18H2O là phổ biến nhất FeCl3 và FeSO4 cũng được sử dụng, nhưng Al2(SO4)3.18H2O nổi bật nhờ khả năng hòa tan tốt trong nước, giá thành rẻ và hiệu quả đông tụ cao trong khoảng pH từ 5.0 đến 7.5.
Trong quá trình sản xuất bông keo từ hydroxit nhôm hoặc sắt, việc sử dụng chất phụ trợ đông tụ là rất phổ biến Các chất này bao gồm tinh bột, dextrin, các este, xenluluzo và hydroxit silic hoạt tính, thường được áp dụng với liều lượng từ 1 đến 5 mg/l.
Phương pháp tuyển nổi là kỹ thuật hiệu quả để tách các tạp chất phân tán không tan và có khả năng tự lắng kém khỏi pha lỏng, đồng thời cũng có thể loại bỏ một số tạp chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt (Trần Văn Nhân, 2001) So với phương pháp lắng, tuyển nổi có ưu điểm nổi bật là khả năng loại bỏ hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ và lắng chậm trong thời gian ngắn.
Quá trình tuyển nổi diễn ra khi các bọt khí nhỏ được sục vào pha lỏng, kết dính với hạt chất bẩn và kéo chúng lên bề mặt Các bọt khí này sau đó tập hợp thành các lớp bọt, và chúng ta chỉ cần sử dụng thiết bị cơ khí để tách lớp bọt này ra khỏi nước.
Tách các chất hữu cơ và khí hòa tan khỏi nước thải có thể được thực hiện bằng cách tập trung chúng trên bề mặt chất rắn hoặc thông qua sự tương tác giữa các chất bẩn hòa tan và các chất rắn.
Phương pháp hấp phụ là giải pháp hiệu quả để loại bỏ hoàn toàn các chất bẩn hòa tan trong nước mà những phương pháp khác không thể xử lý Thường thì, các hợp chất này rất khó loại bỏ, nhưng với kỹ thuật hấp phụ, chúng ta có thể đạt được nước sạch và an toàn hơn.
Có 16 chất hòa tan có độc tính cao hoặc có mùi, vị và màu sắc khó phân hủy sinh học Các chất hấp phụ phổ biến bao gồm than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagel, keo nhôm, và một số chất tổng hợp khác, cũng như chất thải sản xuất như xỉ tro và xỉ mạt sắt Trong số các chất này, than hoạt tính là loại được sử dụng nhiều nhất (Trần Văn Nhân, 2001).
2.3.4 Phương pháp trao đổi ion
Trao đổi ion là quá trình mà các ion trên bề mặt của chất trao đổi với các ion cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc Các chất này, được gọi là ionit, hoàn toàn không tan trong nước Phương pháp trao đổi ion thường được áp dụng để làm sạch nước cấp hoặc nước thải, loại bỏ các kim loại như Zn, Cu, và Cr.
Ni, Pb, Hg, Cd, Mn cùng với các hợp chất như asen, photpho và xyanua có thể được thu hồi hiệu quả thông qua phương pháp này Phương pháp cho phép tối ưu hóa hiệu suất xử lý và thu hồi các chất có giá trị Các chất trao đổi ion có thể là vô cơ hoặc hữu cơ, có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo (Trần Văn Nhân, 2001).
2.3.5 Phưong pháp tách bằng màng
Màng là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau, và việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất qua màng Quá trình phân tách bằng màng chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như áp suất, điều kiện thủy động, cấu trúc thiết bị, bản chất và nồng độ của nước thải, hàm lượng tạp chất trong nước thải, cũng như nhiệt độ.
Phương pháp lọc nước qua màng bán thấm cho phép nước đi qua trong khi giữ lại các ion muối hòa tan Để thực hiện quá trình này, cần tạo ra áp lực dư ngược với hướng di chuyển của nước bằng thẩm thấu Hiệu suất của quá trình thẩm thấu ngược phụ thuộc vào các đặc tính của màng bán thấm.
Siêu lọc và thẩm thấu ngược là hai quá trình quan trọng trong xử lý nước, cả hai đều phụ thuộc vào áp suất và động lực của quá trình Màng sử dụng trong các phương pháp này cho phép một số cấu tử thẩm qua trong khi giữ lại các cấu tử khác Lưu lượng chất lỏng đi qua màng siêu lọc chủ yếu phụ thuộc vào chênh lệch áp suất.
2.3.6 Các phương pháp điện hóa
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học được sử dụng để làm sạch nước thải khỏi các hợp chất hữu cơ và một số chất vô cơ như H2S, sunfit, amoniac và nitơ Phương pháp này dựa vào hoạt động của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm Các vi sinh vật này sử dụng hợp chất hữu cơ và khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng, tạo năng lượng, dẫn đến việc khoáng hóa các chất hữu cơ thành vô cơ, khí đơn giản và nước Trong quá trình này, chúng tái tạo tế bào, sinh trưởng và sinh sản, giúp làm sạch các chất hữu cơ hòa tan và các hạt keo nhỏ trong nước thải.
Quá trình oxy hóa sinh hóa là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ hòa tan, chất keo và các hạt phân tán nhỏ trong nước thải vào bên trong tế bào vi sinh vật Tóm lại, xử lý sinh học bao gồm các giai đoạn chính sau đây.
• Chuyển các hợp chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt của tế bao vi sinh vật do khuếch tán đối lưu và phân tử
Chất di chuyển từ bề mặt ngoài tế bào vào trong qua màng bán thấm nhờ quá trình khuếch tán, xảy ra do sự chênh lệch nồng độ giữa các chất bên trong và bên ngoài tế bào.
Quá trình chuyển hóa chất trong tế bào vi sinh vật bao gồm sự sản sinh năng lượng và tổng hợp các chất mới thông qua việc hấp thụ năng lượng.
2.4.1 Các công trình xử lý sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên
Phương pháp xử lý nước thải dựa trên khả năng tự làm sạch của đất và nguồn nước, diễn ra thông qua các quá trình hóa lý và sinh hóa phức tạp Nước thải thấm qua lớp đất bề mặt, nơi oxy và vi khuẩn hiếu khí thúc đẩy quá trình oxy hóa, cho phép xử lý hiệu quả ở độ sâu lên tới 1,5 m Do đó, cánh đồng tưới và bãi lọc cần được xây dựng tại các khu vực có mực nước ngầm thấp hơn 1,5 m Việc thiết kế cánh đồng tưới không chỉ nhằm mục đích vệ sinh mà còn phải đảm bảo tính kinh tế trong nông nghiệp Cần lưu ý rằng nước thải sinh hoạt chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán, vì vậy việc xây dựng và quản lý cánh đồng tưới phải tuân thủ các yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt Hiện có hai loại cánh đồng tưới.
❖ Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc
Nước thải sinh hoạt chứa các chất dinh dưỡng như đạm, kali, lân, với hàm lượng phụ thuộc vào tiêu chuẩn thải nước Trước khi tưới lên cánh đồng hoặc bãi lọc, nước thải cần được xử lý sơ bộ Cánh đồng tưới và bãi lọc thường được xây dựng trên đất cát hoặc á cát, nhưng cũng có thể ở đất á sét Các ô tưới và bãi lọc được san bằng hoặc có độ dốc nhẹ, được ngăn cách bởi bờ đất, với hệ thống đường ống phân phối nước thải vào các ô Kích thước các ô này phụ thuộc vào lưu lượng nước thải, địa hình, tính chất đất đai và phương pháp canh tác (Hoàng Huệ, 1996).
❖ Cánh đồng tưới nông nghiệp
Người ta đã lâu nghĩ đến việc sử dụng chất thải trong nước thải làm phân bón cho các cánh đồng, không chỉ ở những khu vực công cộng mà còn cho nông nghiệp và vùng ngoại ô Tùy thuộc vào chế độ tưới, có thể chia thành cánh đồng tưới nước thải quanh năm hoặc theo mùa, việc lựa chọn phụ thuộc vào đặc điểm thoát nước và loại cây trồng Trước khi thải vào cánh đồng, nước thải cần được xử lý sơ bộ, và tiêu chuẩn tưới cho cánh đồng nông nghiệp thường thấp hơn so với tiêu chuẩn tưới nước thông thường.
19 lên cánh đồng công cộng Hiệu suất xử lý nước thải trên cánh đồng tưới đạt rất cao (Hoàng Huệ, 1996)
Hồ sinh học là hồ chứa nhỏ, sử dụng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, chủ yếu dựa vào quá trình tự làm sạch Đây là một trong những công trình sinh học tự nhiên được áp dụng rộng rãi Ngoài chức năng xử lý nước thải, hồ sinh học còn mang lại nhiều lợi ích như nuôi trồng thủy sản, cung cấp nguồn nước tưới cho cây trồng và điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị Dựa vào đặc tính và cơ chế xử lý của vi sinh vật, hồ sinh học được phân thành ba loại khác nhau (Hoàng Huệ, 1996).
Hồ kỵ khí là phương pháp lắng và phân hủy cặn nước thải bằng cách sử dụng vi sinh vật kỵ khí, giúp xử lý hiệu quả nước thải công nghiệp có mức độ ô nhiễm cao.
Hồ tùy tiện là loại hồ mà trong đó diễn ra đồng thời hai quá trình oxy hóa: hiếu khí và kỵ khí Oxy cho quá trình này chủ yếu đến từ khí trời và sự quang hợp của rong, tảo, với hiệu quả tối ưu ở lớp nước nông, sâu khoảng 1 m Quá trình phân hủy kỵ khí ở đáy hồ phụ thuộc vào nhiệt độ, và độ sâu của hồ có ảnh hưởng lớn đến sự xáo trộn cũng như các quá trình oxy hóa và phân hủy Chiều sâu của hồ tùy tiện thường nằm trong khoảng 0,9 đến 1,5 m (Hoàng Huệ, 1996).
Hồ hiếu khí là quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hiếu khí, được chia thành hai loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo Hồ làm thoáng tự nhiên cung cấp oxy chủ yếu qua khuếch tán, với độ sâu khoảng 30 - 40 cm và thời gian lưu nước từ 3 - 12 ngày Ngược lại, hồ làm thoáng nhân tạo sử dụng thiết bị thổi khí hoặc máy khuấy cơ học để cung cấp oxy, với độ sâu từ 2 - 4,5 m (Hoàng Huệ, 1996).
2.4.2 Các công trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải trong điều kiện nhân tạo
Xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí trong điều kiện nhân tạo yêu cầu cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật hiếu khí để chúng hoạt động và phát triển Quá trình này bao gồm hai giai đoạn chính, trong đó vi sinh vật chuyển hóa chất hữu cơ và tiêu thụ oxy, góp phần làm sạch nước thải hiệu quả.
Dinh dưỡng tái sử dụng các chất hữu cơ, nguồn nitơ và phốt pho, cùng với các ion kim loại vi lượng, nhằm xây dựng tế bào mới và thúc đẩy sự phát triển tăng sinh khối.
• Phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành CO2 và nước
Cả quá trình dinh dưỡng và oxy hóa của vi sinh vật trong nước thải đều yêu cầu oxy Để cung cấp đủ oxy cho các vi sinh vật này, thường xuyên cần phải khuấy đảo hoặc sục khí vào nước.
❖ Bể phản ứng sinh học hiếu khí
Bể Aeroten và bể SBR là hai loại bể phản ứng sinh học hiếu khí, nơi vi sinh vật được nuôi cấy trong các bình phản ứng sinh học Trong bể Aeroten, quá trình xử lý nước thải diễn ra thông qua sự sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật, với bùn hoạt tính là các bông cặn tồn tại trong bể Ngược lại, trong bể SBR, nước thải được xử lý qua quá trình sinh trưởng bám dính, nơi các vi sinh vật bám vào giá thể và tạo thành lớp màng vi sinh, hình thành quần thể vi sinh vật trên đó.
Khử trùng nước thải
Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng trong quy trình xử lý nước thải, nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh còn sót lại Mục tiêu chính của quá trình này là đảm bảo rằng nước thải được xử lý hoàn toàn, an toàn trước khi được thải ra nguồn tiếp nhận, sau khi đã trải qua các giai đoạn xử lý cơ học, hóa học, lý và sinh học.
- Hiện nay có nhiều phương pháp khử trùng có hiệu quả:
• Khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh: Cl2, các hợp chất Clo, O3, KMnO4
• Khử trùng bằng các tia vật lý: Tia cực tím
• Khử trùng bằng siêu âm
• Khử trùng bằng phương pháp nhiệt
• Khử trùng bằng các ion kim loại nặng
2.5.1 Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo
Clo là một chất oxy hóa mạnh, và khi tương tác với nước, nó tạo ra axit hypoclorous (HOCl) có khả năng diệt trùng hiệu quả Khi Clo hòa tan trong H2O, chất diệt trùng này khuếch tán qua màng tế bào sinh vật, gây phản ứng với enzyme tế bào, từ đó làm gián đoạn các quá trình trao đổi chất của tế bào.
- Khi cho Clo vào trong nước, phản ứng diển ra như sau:
- Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li:
- Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:
Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl 2HOCl = 2H + + 2OCl -
- Khả năng diệt khuẩn của Clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong nước Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H + hoặc độ pH của nước
• pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5% còn OCl - chiếm 0.5%
• pH = 7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl - chiếm 21%
• pH = 8 thì HOCl chiếm 25% còn OCl - chiếm 75%
- pH càng cao hiệu quá khử trùng càng giảm Tác dụng khử trùng của HOCl cao hơn nhiều OCl -
- Khi cho Clo vào trong nước ngoài việc diệt vi sinh vật, nó còn khử các chất hoà tan và NH3
HOCl + NH3 = NH2Cl + H2O HOCl + NH2Cl = NHCl2 + H2O HOCl + NHCl2 = NCl3 + H2O
Khả năng diệt trùng của monocloramin kém hơn dicloramin khoảng 3 - 5 lần, trong khi dicloramin lại yếu hơn HOCl từ 20 - 25 lần Khi pH tăng, lượng NC13 tạo ra giảm đi Đặc biệt, khả năng diệt trùng của NH3Cl chỉ bằng 1/3 đến 1/5 so với NHCl2, và NH2Cl2 chỉ đạt từ 1/20 đến 1/25 so với Cl2.
- Sau khi qua xử lý thì lượng Clo lượng dư: 0,3- 0,5 mg/1 Sao cho đến cuối đường ống còn 0,05 mg/L
Để xác định lượng Clo dư cần đưa vào nước, cần thực hiện các thí nghiệm cụ thể Trong thiết kế sơ bộ, có thể tham khảo các giá trị sau: nước thải sau xử lý cơ học có thể sử dụng lượng Clo dư là 10 mg/l; nước thải sau xử lý Aeroten không hoàn toàn hoặc Biophin cao tải là 5 mg/l; và nước thải đã qua xử lý sinh học hoàn toàn là 3 mg/l.
- Khi trong nước thải có phenol, khử trùng bằng Clo -› Clo phenol có mùi rất khó chịu Do đó phải khử bằng NH3 trước khi khử trùng bằng Clo
❖ Khử trùng bằng Clo lỏng:
Để khử trùng bằng Clo lỏng, các nhà máy cần lắp đặt thiết bị chuyên dụng gọi là Cloratơ, có chức năng pha chế và định lượng Clo hơi và nước.
2.5.2 Khi khử trùng bằng Clorua vôi và canxihyphocloit
Clorua vôi được tạo ra từ phản ứng giữa Clo và vôi tôi, trong đó chứa 20-25% Clo hoạt tính Sản phẩm của quá trình bão hòa dung dịch vôi sữa bằng Clo là Canxihypôclorit (Ca(OCl)2), với hàm lượng Clo hoạt tính cao hơn, chiếm từ 30-40%.
2.5.3 Khử trùng bằng Natri hypoclorit (nước zaven)
- NaClO là sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch muối ăn Nước zaven có nồng độ Clo hoạt tính từ 6 – 8 g/l
2.5.4 Dùng Ôzôn để khử rùng
Ôzôn là một khí màu tím, ít hòa tan trong nước và rất độc hại cho con người Trong môi trường nước, ôzôn nhanh chóng phân hủy thành ôxi phân tử và nguyên tử Với tính hoạt hóa mạnh hơn clo, ôzôn có khả năng diệt trùng hiệu quả hơn.
Ôzôn được tạo ra bằng cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng tia lửa điện, nhằm cung cấp đủ lượng ôzôn cho trạm xử lý nước Để duy trì lượng ôzôn, máy phát tia lửa điện được sử dụng kèm với thiết bị làm lạnh, vì ôzôn dễ bị phân hủy thành oxy Hiện có hai loại máy làm lạnh điện cực để hỗ trợ quá trình này.
• Làm lạnh bằng không khí
• Làm giảm nhu cầu oxi của nước, giảm chất hữu cơ,…
• Không có sản phẩm phụ gây độc hại
• Tăng vận tốc lắng của hạt lơ lửng
- Khả năng tiệt trùng của Ozon
Ozon có độ hòa tan gấp 13 lần so với oxy, và khi mới được đưa vào nước, khả năng tiệt trùng còn hạn chế Tuy nhiên, khi Ozon hòa tan đủ liều lượng, nó sẽ cung cấp đủ oxy để oxy hóa hữu cơ và tiêu diệt vi khuẩn, tạo ra tác dụng khử trùng mạnh mẽ gấp 3100 lần so với Clo Quá trình tiệt trùng diễn ra nhanh chóng chỉ trong khoảng 3 - 8 giây.
• Liều lượng cần thiết cho nước ngầm là 0,75 – 1 mg/l; 1,0 – 3,0 mg/l nước mặt; nước thải sau khi đã xử lý từ 5 – l5 mg/l
2.5.5 Khử trùng bằng tia cực tím
Tia cực tím (UV) là bức xạ điện từ có bước sóng từ 4 đến 400 nm, không thể phát hiện bằng mắt thường Việc sử dụng tia cực tím để tiệt trùng nước không làm thay đổi tính chất hóa học và lý học của nước Tia cực tím có khả năng diệt khuẩn cao nhất ở bước sóng 254 nm, tác động làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn Trong các nhà máy xử lý nước thải, đèn thủy ngân áp lực thấp phát ra tia cực tím với bước sóng 253,7 nm, được lắp đặt trong hộp thủy tinh không hấp phụ tia cực tím, ngăn cách đèn và nước Hệ thống đèn được thiết kế trong hộp có vách ngăn để nước chảy qua và được trộn đều, đảm bảo hiệu quả tiệt trùng.
Số lượng vi khuẩn qua đèn trong thời gian tiếp xúc tại hộp là cao nhất, với lớp nước có độ dày khoảng 6 mm Năng lượng tiêu thụ dao động từ 6000 đến 13000 microwatt/s, và độ bền của thiết bị từ 3000 đến 8000 giờ.
Mặc dù phương pháp sử dụng hộp đèn cực tím có hiệu quả, nhưng chi phí rất cao Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng nước thải với hàm lượng cặn lơ lửng SS dưới 50 mg/l sau khi xử lý vẫn còn nồng độ coliform là 200 MPN/100 ml.
2.5.6 Khử trùng bằng một số phương pháp khác
- Khử trùng bằng siêu âm: Dùng dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước
- Khử trùng bằng phương pháp nhiệt: sử dụng phương pháp cổ truyền đun sôi nước ở 100 °C
- Khử trùng bằng Ion Bạc: Có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng Với 2 - 10 g/l ion Bạc là có thể tác dụng
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt
2.6.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử ký nước thải sinh hoạt công ty TNHH
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt công ty TNHH Dreamtech công suất 350 m 3 /ngđ
Nước thải sinh hoạt chủ yếu chứa hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, có thành phần bã thải lớn và hàm lượng dinh dưỡng cao, đặc biệt là nitơ (N) và photpho (P).
Công nghệ xử lý vi sinh vật được xây dựng dựa trên 27 chất kìm hãm sự phát triển của chúng, tập trung vào hai công đoạn chính: xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính và khử trùng Quy trình công nghệ này được minh họa trong hình 2.1, dựa trên các quá trình cơ bản đã nêu.
• Quá trình bùn hoạt tính (diễn ra trong Bể Aerotank)
• Quá trình lắng bùn (diễn ra trong Bể lắng)
• Quá trình phá huỷ tế bào vi sinh vật gây hại
- Nước thải của Công ty được tách làm 2 nguồn: nước thải sinh hoạt và nước thải nhà bếp
- Bể điều hòa: Làm cân bằng sự dao động dòng và nồng độ nước thải
Cụm bể sinh học là giai đoạn quan trọng trong xử lý nước thải, giúp loại bỏ triệt để các chất ô nhiễm Quy trình này bao gồm hai pha: pha thiếu khí và pha hiếu khí Trong pha thiếu khí, các hợp chất chứa nitơ (N) và photpho (P) trong nước thải được phân hủy hiệu quả Tiếp theo, pha hiếu khí đảm bảo xử lý hoàn toàn nitơ, nâng cao chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường.
Bể lắng là thiết bị quan trọng trong quá trình xử lý nước thải, giúp tách bùn lỏng thành bùn và nước thải đã lắng Bùn lắng sẽ được thu gom xuống đáy bể và tự động bơm tuần hoàn trở lại bể sinh học Phần bùn dư được bơm định kỳ sang bể chứa bùn để đảm bảo hiệu quả xử lý.
Bể khử trùng đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ vi sinh vật gây bệnh, giúp ngăn chặn sự lây lan của chúng ra môi trường nước thải Để đảm bảo an toàn, quá trình khử trùng bằng Clo được thực hiện trước khi thải nước ra môi trường.
2.5.2 Sơ đồ công nghệ nhà máy xử lý nước thải Đà Lạt giai đoạn 1
Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ nhà máy xử lý nước thải Đà Lạt công suất 7.400 m 3 /ngđ
Hình 2.3: Hệ thống xử lý nước thải hiện tại của thành phố Đà Lạt
Nước thải sau khi thu gom sẽ được xử lý qua hệ thống lưới chắn rác, sử dụng phương pháp cơ - lý học để loại bỏ các cặn lớn và chất thô như que, củi, giấy, và giẻ Hệ thống này không chỉ giúp giữ lại các chất không mong muốn mà còn bảo vệ các thiết bị như bơm, van, và đường ống, cũng như các công trình phía sau.
Nước thải chảy qua bể lắng cát để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan, có kích thước lớn hơn 0,1 mm như cát, sỏi và xỉ, những chất này có vận tốc lắng chìm cao Việc loại bỏ các tạp chất này giúp ngăn ngừa tắc nghẽn đường nước và giảm mức độ bào mòn ở các bộ phận chuyển động, ống và van Bể lắng cát ngang được thiết kế đặc biệt để bảo vệ thiết bị máy móc khỏi mài mòn, giảm lắng đọng vật liệu nặng trong ống và kênh mương, đồng thời giảm tần suất súc rửa các bể phân hủy cặn do sự tích tụ cát.
Sau khi nước thải được chuyển từ ngăn lắng cát, nó sẽ đến ngăn phân phối trước bể Imhoff, nơi được chia thành ba phần Phần giữa có các tấm tràn giúp chia dòng chảy vào hai hố van bên cạnh, mỗi hố van chứa bốn van để điều chỉnh dòng chảy đến các bộ phận khác nhau của bể Imhoff Bể này có chức năng chính là loại bỏ các tạp chất lơ lửng còn lại trong nước thải.
30 sau khi đã qua các công trình xử lý trước đó Việc xây dựng các bể Imhoff đặc biệt này có 2 mục đích:
• Lắng sơ cấp bằng cách để chất thải lắng xuống trong ngăn bên trên
• Ổn định chất lắng (bùn) qua quy trình phân hủy kỵ khí trong ngăn bên dưới
- Dự kiến lượng BOD sẽ giảm khoảng 35% và lượng chất rắn lơ lửng (SS) sẽ giảm 65% qua quy trình diễn ra trong bể
Nước thải được chuyển vào ngăn phân phối và tiếp theo vào bể lọc sinh học cao tải, nơi áp dụng hệ thống xử lý hiếu khí Hệ thống này sử dụng vi sinh vật bám vào vật liệu lọc để phân huỷ các chất hữu cơ, từ đó loại bỏ chúng khỏi nước thải Vật liệu lọc được sử dụng là các tấm nhựa dạng tổ ong, giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc và cải thiện hiệu quả xử lý.
Nước sẽ chảy qua bể lắng thứ cấp, nơi có chức năng lắng các cặn bùn (màng vi sinh vật) được hình thành trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí Quá trình này giúp làm trong nước trước khi xả ra hồ sinh học.
