Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chung cư 28 tầng Thủ Thiêm công suất 440m3 ngày.đêm

Các phương pháp sử dụng để xử lý nước thải phụ thuộc vào các tính chấtvật lý, hóa học và sinh học của nước thải, do đó về bản chất kỹ thuật xử lý nướcthải được chia làm 3 nhóm chính: lý

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

Xã hội Việt Nam đang chuyển mình để hoà nhập vào nền kinh tế thế giới,qúa trình CNH – HĐH không ngừng phát triển và kéo theo ĐTH cũng phát triển.Trong quá trình phát triển, nhất là trong thập kỹ vừa qua, các đô thị lớn như HàNội và thành phố Hồ Chí Minh đã gặp nhiều vấn đề môi trường ngày càngnghiêm trọng, do các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông và sinhhoạt của con người gây ra Tốc độ dân số tăng lên rất nhanh nên các khu dân cưdần dần quy hoạch và hình thành

Thực tế tại nước ta hiện nay ngày càng nhiều khu dân cư, chung cư, khu đôthị mới mọc lên cùng với hoạt động kinh tế xã hội đã sử dung một lượng nước rấtlớn Nước sau khi sử dụng vào mục đích sinh hoạt, sản xuất, nước mưa chảy trênmái nhà, mặt đường, sân vườn, … bị nhiễm bẩn trở thành nước thải chứa nhiều hợpchất vô cơ, hữu cơ dễ bị phân huỷ, thối rữa và đặc biệt chứa nhiều vi trùng gâybệnh và truyền bệnh nguy hiểm

Hiện nay, việc quản lý nước thải kể cả nước thải sinh hoạt là một vấn đềnan giải của các nhà quản lý môi trường trên Thế giới nói chung và Việt Nam nóiriêng nên việc thiết kế hệ thống thu gom và xử lý là rất cần thiết cho các khu dân

cư, ngay cả các khu dân cư mới quy hoạch nhằm cải thiện môi trường đô thị vàphát triển theo hướng bền vững Với mong muốn môi trừơng sống ngày cànghoàn thiện , vấn đề quản lý nước thải sinh hoạt được dễ dàng hơn để phù hợp vớisự phát triển tất yếu của xã hội và cải thiện nguồn tài nguyên nước đang bị thoáihoá và ô nhiễm nặng nề nên đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu dân

cư 28 tầng Thủ Thiêm, Q = 440m3/ngày.đêm” là rất cần thiết nhằm tạo điều kiệnquản lý nước thải đô thị ngày càng tốt hơn , hiệu quả hơn và môi trường đô thịngày càng trong sạch hơn

1.2. Mục tiêu đề tài

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chung cư 28 tầng Thủ Thiêm,

1.3. Nội dung nghiên cứu

Tìm hiểu về vị trí địa lý, tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội, và hiện trạng

môi trường tại Quận 2 và khu chung cư Thủ Thiêm.

Tổng quan về nước thải và các phương pháp xử lý

Đưa ra các phương án xử lý và lựa chọn phương án xử lý hịêu quả nhất đểthiết kế hệ thống xử lý nước thải chung cư Thủ Thiêm

Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

Tính toán chi phí đầu tư và vận hành

Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải

1.4. Phương pháp nghiên cứu

.4.1. Phương pháp lý thuyết

Quận 2 đang trên đà phát triển về mặt kinh tế và xã hội, thúc đẩy cácngành thương mại, dịch vụ phát triển mạnh kéo theo dân nhập cư cơ học ngàycàng tăng cao Điều này cho thấy việc hình thành các khu chung cư là rất cầnthiết và thiết thực, việc xây dựng các khu chung cư giúp cho các cơ quan nhànước quản lý tốt về vấn đề nhà ở Đồng thời bên cạnh đó có thể kiểm soát đượctải lượng, khả năng gây ô nhiễm và tiến triển của tình trạng gây ô nhiễm do nướcthải sinh hoạt gây ra

Đồ án này tính toán thiết kế dựa trên số dân ước tính trên một khu chung

cư điển hình, nhằm góp phần bảo vệ môi trường và giảm thiểu lượng ô nhiễmmôi trường

.4.2. Phương pháp thực nghiệm

Nghiên cứu khảo sát hiện trạng mội trường tại khu dân cư Thủ Thiêm,Quận 2.

Tìm hiểu thành phấn tính chất nước thải sinh hoạt tại khu dân cư ThủThiêm để đưa ra biện pháp xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường

1.5. Ýù nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học

.5.1. Ýù nghĩa khoa học

Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinhhoạt tại khu dân cư Thủ Thiêm, Quận 2 Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môitrường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn

Giúp các nhà quản lý làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn

.5.2. Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài sẽ được nghiên cứu và bổ sung để phát triển cho các khu dân cư trênđịa bàn thành phố và toàn quốc

Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước

Chương 2: TỔNG QUAN KHU CHUNG CƯ THỦ THIÊM

QUẬN 2

.1. Tổng quan về Quận 2

.1.1. Điều kiện tự nhiên

.1.1.1. Vị trí địa lý

Quận 2 là một quận nội thành của Tp.HCM có diện tích 49,74km2 Quận 2có 11 đơn vị hành chính trực thuộc là các phường: An Khánh, An Lợi Đông, AnPhú, Bình An, Bình Khánh, Bình Trưng Đông, Bình Trưng Tây, Cát Lái, Thảo

Điền, Thanh Mỹ Lợi, Thủ Thiêm Về ranh giới địa lý Quận 2 giáp với các quậnsau:

• Phía Tây : Giáp với Quận 4, Quận 7

• Phía Nam : Giáp với sông Sài Gòn

• Phía Bắc : Giáp với Quận 1, Quận Bình Thạnh và Quận Thủ Đức

.1.1.2. Điều kiện khí hậu

Với những đặc điểm tổng quát về vị trí địa lý cho thấy nền khí hậu củaQuận 2 là một bộ phận của Tp.HCM Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, cả 2mùa mưa và khô với đặc điểm là:

• Mùa mưa: Tương ứng với gió mùa Tây Nam, từ tháng 5 đến tháng 10

• Mùa khô : Tương ứng với mùa gió Đông Bắc, từ tháng 9 đến tháng 4năm sau

a) Nhiệt độ:

Nhiệt độ tương đối cao và ít biến đổi qua các tháng trong năm Nhiệt độtrung bình ngày qua các tháng lạnh nhất trong năm cũng luôn trên 200C Thángnắng nhất thường là tháng 4, nhiệt độ trung bình tháng với suất bảo đảm 50% đạtđến 290C Tháng lạnh nhất là tháng 12, nhiệt độ trung bình cũng đạt đến 25,50C

b) Thời gian chiếu sáng trong ngày và số giờ nắng:

Thời gian chiếu sáng trong ngày giữa các tháng trong năm ở thành phốthay đổi rất nhỏ Tháng 6 có thời gian chiếu dài nhất cũng chỉ đến 12g42’, tháng

12 là tháng có số giờ chiếu sáng ngắn nhất trong ngày cũng đạt đến 11g32’.(Nguồn: số liệu thống kê của trạm Tân Sơn Nhất)

Số giờ nắng: Số liệu thống kê của trạm Tân Sơn Nhất cho thấy: Từ tháng 1– 3 có số giờ nắng trong ngày nhiều nhất, từ tháng 6 – 10 là thời kỳ mưa nhiềunhất, số giờ nắng đạt ít nhất

B ng 2.3: ả Lư ng mợ ưa trong năm c a Qu n 2ủ ậ

Nguồn: Niên giám thống kê, 2006

d) Độ ẩm không khí:

Sự phân mùa theo cán cân ẩm cũng được thể hiện theo giá trị biến thiênnăm của độ ẩm không khí, các tháng mùa mưa có độ ẩm trung bình từ 80% trởlên, các tháng mùa khô từ 70 – 75% Độ ẩm tương đối thấp nhất tương đối rơi vàocác tháng mùa khô Thông thường lúc 13 – 14h độ ẩm không khí xuống thấp nhất,sau 15h tăng dần đến 7h sáng hôm sau đạt đến cao nhất, từ 8h bắt đầu giảm chođến 13h

B ng 2.4: ả Đ m tộ ẩ ương đđ i trung bình c a Qu n 2ố ủ ậ

Nguồn: Niên giám thống kê, 2004

e) Chế độ gió

Hướng gió thay đổi rõ rẹt theo mùa Mùa đông gió Đông Bắc, mùa khô gióTây và Tây Nam

• Từ tháng 10 đến tháng 1 chủ yếu là gió Bắc, từ tháng 2 đến tháng 4gió Đông lệch Đông Nam

• Từ tháng 5 đến tháng 10 gió Tây Nam và Tây, thịnh hành nhất từ tháng

6 đến tháng 9, tháng 10 tuy còn có gió Tây Nam nhưng đã suy yếunhiều

.1.1.3. Đặc điểm địa hình

Quận 2 được hình thành bởi các trầm tích sông chiếm ưu thế, độ cao địahình chia thành 2 vùng khá rõ rệt Vùng phía Bắc có địa hình cao hơn 2m, phần diện tích còn lại là vùng trũng thuộc bãi bồi sông Sài Gòn và sông Đồng Nai, nhiều nơi thường bị ngập

.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội

.1.2.1. Dân số và tổ chức hành chính

Quận 2 có diện tích 49,74km2 với số dân là 123.663 người, Quận có 11 đơn

vị hành chánh trực thuộc là các phường: An Khánh, An Lợi Đông, An Phú, Bình

An, Bình Khánh, Bình Trưng Đông, Bình Trưng Tây, Cát Lái, Thảo Điền, Thanh

Mỹ Lợi, Thủ Thiêm Diện tích, dân số và đơn vị hành chánh của Quận được nêu

lên trên bảng

B ng 2.5: ả Di n tích, dân số và đơn vị hành chánh Qu n 2ệ ậ

(km2)

Dân số(ngư i)ờ

M t độ dânậ

số (người/km2)

Ngu n: ồ Niên giám thống kê Quận 2 năm 2002- 2004.

Dân số trung bình của Quận 2 gia tăng đáng kể trong những năm qua Tuynhiên tỷ lệ gia tăng này đa số là do gia tăng cơ học, tỷ lệ tăng tự nhiên không caothậm chí có xu hướng giảm trong các năm gần đây Tỷ lệ tăng cơ học ở mức caocó thể do các nguyên nhân sau:

• Sự phát triển các khu công nghiệp, các khu chiết xuất

• Sự di chuyển dân số từ nội thành ra các vùng ven

• Sự hình thành các khu đô thị mớicao cấp, khu dân cư

B ng 2.6: ả T l bi n đổi dân số Quận 2 qua các nămỷ ệ ế

Tăng t nhiên ự (%)

Tăng cơ h c ọ (%)

Tăng chung (%)

2002 1,115 2,003 3,118

Ngu n: ồ Niên giám thống kêê Qu n 2 nậ ăm 2004

Dân cư Quận 2 phân bố không đồng đều, những phường có diện tích nhỏnhưng là trung tâm kinh tế – văn hoá – xã hội của Quận thường tập trung đôngdân cư

Phường có mật độ dân số cao nhất là phường An Khánh với 9.030người/km2 mặc dù diện tích tự nhiên nhỏ nhất (1,77km2)

Phường có mật độ dân số cao nhất thứ hai là phường Bình An với mật độ dân số là 7,277người/km2

Trong khi đó phường Thạnh Mỹ Lợi có diện tích 13,01km2, lớn nhất trongtoàn Quận nhưng mật độ dân cư thưa thớt chỉ 743người/km2 Trong tương lai Quận

2 cần có sự phân bố lại dân cư ở các phường Đặc biệt chú trọng đầu tư cơ sở vậtchất, hạ tầng kỹ thuật đồng đêàu giữa các phường để có sự phát triển đồng bộ, tạođều kiện phát triển nguồn nhân lực của các Quận

.1.2.2.Kinh tế

a) Công nghiệp:

Ngành công nghiệp – TTCN là ngành chủ lực của Qụân, đóng góp giá trịsản xuất nhiều nhất trong các ngành kinh tế Tuy nhiên từ năm 2000 – 2004 giátrị sản xuất của ngành Công nghiệp – TTCN có xu hướng giảm do sự chuyển dịch

cơ cấu kinh tế giữa các ngành Cụ thể năm 2000 ngành Công nghiệp – TTCNđóng góp 90,97% trong tổng số giá trị sản xuất trên địa bàn Đến năm 2001 là90,53%, năm 2002 là 89,1%, năm 2003 giảm xuống còn 81,57% và năm 2004 chỉcòn 70,86%

B ng 2.7: ả Danh sách các cơ sở SXCN trên địa bàn Quận và giá trị sản xuất qua

các năm

đđ ng)ồ

Số

cơ sở

Giá trị(t đđ ng)ỷ ồ

Số

cơ sở

giá (t đđ ng)ỷ ồ

49,491704,08223,1530,9946,88137,18

242962561426

80,4081788,675358,54243,0580851234,241

243122711427

67,821074,80411,5847,12118,21246,52

Ngu n: ồ Niên giám thống kê Qu n 2, 2004ậ

Theo báo cáo hoạt động phát triển kinh tế 6 tháng đầu năm 2006 của Quận

2, cho thấy hoạt động sản xuất CN – TTCN tăng 10% so với cùng kỳ Trong đócông nghiệp Quận quản lý đạt 48,7% kế hoạch năm và bằng 129% so với cùngkỳ Đặc biệt ngành sản xuất các sản phẩm từ gỗ phát triển mạnh, chiếm 35% trêntổng giá trị sản xuất ngành CN –TTCN do Quận quản lý

) Thương mại – Dịch vụ:

Ngành Thương mại – Dịch vủ của Quận 2 trong các năm qua liên tục tăngtrưởng mạnh, đóng góp ngày càng nhiều vào giá trị sản xuất các ngành kinh tếcủa Quận Cụ thể năm 2000 ngành thương mại – Dịch vụ đóng góp 7,22% trongtổng số giá trị sản xuất, năm 2001 là 8,01%, năm 2002 tăng lên 9,63%, năm 2003là 17,36% và năm 2004 tăng mạnh đạt 28,5%

Mạng lưới Thương mại – Dịch vụ của Quận gồm 5.294 cơ sở, thu hút12.421 lao động với 58 DNTN, 85 Công ty TNHH và Công ty cổ phần, 5.151 hộcá thể hoạt động trên các lĩnh vực thương nghiệp, ăn uống, khách sạn và dịch vụ.Trong đó thương nghiệp là ngành đóng góp giá trị sản xuất cao nhất, chiếm 53%trong tổng số giá trị sản xuất của ngành Thương mại – Dịch vụ

B ng 2.8: ả Cơ c u giá tr s n xu t c a ngành Thấ ị ả ấ ủ ương m i - D ch v nạ ị ụ ăm 2000- 2004

đđ ng)ồ

Cơ

c uấ(%)

Giá trị(tỷ

đđ ng)ồ

Cơ

c uấ(%)

Giá

tr (tị ỷ

đđ ngồ)

Cơ

c uấ(%)

Giá trị(tỷ

đđ ng)ồ

Cơ

c uấ(%)

Ngu n: ồ Niên giám thống kê Qu n 2, 2004ậ

Theo báo cáo hoạt động phát triển kinh tế – xã hội 6 tháng đầu năm 2006của Quận 2, doanh thu ngành Thương mại – Dịch vụ trên địa bàn Quận đạt 58,9%kế hoạch năm, tăng 76,74% so với cùng kỳ Trong đó giá trị Quận quản lý đạt56% kế hoạch và tăng 76% so với cùng kỳ Tình hình hoạt động của các đơn vịtương đối ổn định

Doanh thu chủ lực khối Thương mại – Dịch vụ vẫn ở các ngành xăng dầu,gas đốt chiếm 40%, vật liệu xây dựng, thuốc thú y, máy móc thiết bị và mua bán

xe ôtô (chiếm 30% tổng doanh thu toàn khối), số hộ kinh doanh nhà cho ngườinước ngoài thuê có chiều hướng phát triển tăng 66% so với cùng kỳ, tập trung tại

2 phường Thảo Điền và An Phú

) Nông nghiệp:

Ngành nông nghiệp của Quận trong những năm qua ít phát triển và giá trịđóng góp vào nền kinh tế của Quận ngày càng giảm sút Gía trị sản xuất liên tụcgiảm qua các năm Năm 2000 giá trị sản xuất chiếm 1,81% trong tổng giá trị sảnxuất ngành kinh tế Năm 2001 giảm xuống còn 1,46%, năm 2002 là 1,27%, năm

2003 giảm còn 1,07% và năm 2004 chỉ còn 0,64%

Về trồng trọt: Phần lớn diện tích là trồng rau với 1.524,2 ha Ngoài ra còntrồng các loại khác như hoa màu, rau, hoa kiểng và trồng sen với diện tích nhỏ

không đáng kể Diện tích gieo trồng rau tập trung ở các phường An Phú, BìnhTrưng Tây, Thạnh Mỹ Lợi và nhiều nhất là phường Cát Lái với 201,8ha.

B ng 2.9: ả Di n tích gieo tr ng lúa theo phệ ồ ường qua các năm 2000 - 2004

44,00,03,03,40,08,536,155,020,0352,0625,5

8,00,01,05,40,02,02,01,010,0306,0416,0

0,00,00,01,50,00,00,00,07,0142,0216,0

1,00,00,00,00,00,00,00,01,5201,8155,0

Ngu n: ồ Niên giám thống kê Qu n 2, 2004.ậ

.1.2.3. Hoạt động xã hội

a) Giáo dục – Đào tạo

Hoạt động giáo dục và đào tạo là một trong những công tác được Quậnquan tâm hàng đầu Toàn Quận có 32 trường học, 13 trường mẫu giáo, 9 trườngcấp I, 5 trường cấp II, một trường cấp II – III, một trường bổ túc và một trườngcấp III

Trong năm học 2005 – 2006, Quận 2 có thực hiện tốt chương trình giáo dụctheo quy định, nâng cao chất lượng giảng dạy Các trường đều tổ chức tốt các

hoạt động ngoại khoá, sinh hoạt tập thể Tiếp tục tổ chức thực hiện nghiêm túcquy định về giảm tải nội dung học.

Tổng số cơ sở y tế trên địa bàn Qụân là 12 cơ sở, trong đó có 1 trung tâm ytế Quận, 11 trạm y tế phường Trong năm 2004 có 4.700 lượt người điều trị nộitrú, tổng số lần khám bệnh là 524.999 lần Tổng số cán bộ công nhân phục vụtrong lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khoẻ là 145 người, nữ hộ sinh 17 người, kỹ thuậtviên 7 người và 20 nhân viên y tế khác

Hịên nay, trung tâm y tế Quận áp dụng quy trình khám chữa bệnh mới tạosự thuận lợi cho người dân Các kỹ thuật hiện đại được áp dụng trong khám vàđiều trị nên số lượt khám chũa bệnh 6 tháng đầu năm 2006 đạt 71,5% kế hoạchnăm và tăng 15% so với cùng kỳ Trong đó số ca cấp cứu tăng 52,5%, trẻ dưới 6tháng tuổi đến khám tăng 69%, số lượt chuyển viện giảm 36,8%

) Văn hoá thể thao

Kết quả thống kê hoạt động văn hoá thể thao 6 tháng đầu năm 2006 chothấy các hoạt động văn hoá, thông tin truyền thông được tiếp tục đẩy mạnh Quậnphấn đấu nâng cao dần mức hưởng thụ của người dân Xây dựng những chươngtrình văn hoá nghệ thuật và hoạt động thông tin truyền thông quy mô lớn phục vụcác lễ tết, sinh họat chính trị

Phong trào TDTT được duy trì và phát triển tốt Trong đó chú trọng phongtrào rèn luyện thân thể, năng cao thể chất trong các trường học, tập trung đầu tưcác bộ môn chủ lực Đã tổ chức 15 giải cấp Quận, tham gia thi đấu 24 giải cấpthành phố và 12 giải cấp Quốc gia

) Lao động xã hội và đào tạo nghề

Thực hiện tốt và chi trả kịp thời các khoản lương, phụ cấp, trợ cấp cho diệnchính sách và xã hội Hỗ trợ hộ nghèo bằng nhiều biện pháp: trợ vốn các dự án

tạo việc làm, dự án tổ vượt nghèo, , góp phần hoàn thành giảm hộ nghèo trongnăm 2006.

Tổ chức việc kiểm tra, việc thực hiện pháp luật về lao động ở 14 đơn vịdoanh nghiệp, thành lập đoàn công tác phối hợp giải quyết kịp thời 2 vụ đìnhcông tại các doanh nghiệp trên địa bàn Thường xuyên xử lý các đối tượng langthang, xin ăn, lập thủ tục đưa vào các Trung tâm Bảo trợ xã hội

Duy trì và phát triển các môn học, ngành nghề đào tạo, từng bước đáp ứngnhu cầu của người dân trên địa bàn Đã phối hợp với trường Đại học Mở BánCông thành phố tổ chức lớp Kinh tế – Luật Đẩy mạnh tiến độ xây lắp và trangtghiết bị để đưa Trung Tâm Dạy nghề mới của Quận vào hoạt động

.2. Tổng quan về khu chung cư Thủ Thiêm

2.2.1. Vị trí địa lý

Khu dân cư Thủ Thiêm, Quận 2 thành phố Hồ Chí Minh

• Hướng Tây Bắc: Giáp sông Giồng Ông Tố

phố

2.2.2 Diện tích và dân số

Khu dân cư Thủ Thiêm có 2000 người, 500 căn hộ với tổng diện tích

• Cơ cấu sử dụng đất:

• Đất giao thông: 29,71% trong đó: công viên trường tiểu học, trườngmẫu giáo.

2.2.3 Hiện trạng môi trường

Cấp nước: Nguồn nước được cung cấp cho khu dân cư được lấy từ hệ thống

cấp nước của thành phố

Thoát nước: Hệ thống thoát nước trong khu dân cư khá hoàn chỉnh: nướcmưa được chảy vào hệ thống thoát nước mưa và chảy trực tiếp ra rạch Thày Tiêu.Nước thải sinh hoạt có hệ thống thoát riêng và được đưa đến trạm xử lý nước thảisinh hoạt của khu

Rác thải sinh hoạt và chất thải rắn nguy hại được thu gom bởi Công ty Đôthị thành phố với tần suất hai ngày một lần

Chương 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

.1. Nguồn gốc và lưu lượng nước thải sinh hoạt

.1.1. Nguồn gốc nước thải sinh hoạt

Con người trong hoạt động kinh tế xã hội sử dụng một lượng nước rất lớn,nước sau khi sử dụng vào mục đích sinh hoạt, sản xuất, nước mưa chảy trên cácmái nhà, mặt đường, sân vườn, … dễ bị nhiễm bẩn trở thành nước thải chứa nhiềuhợp chất vô cơ, hữu cơ dễ bị phân nhuỷ thối rữa và chứa nhiều vi trùng gây bệnhvà truyền bệnh nguy hiểm Nguồn gốc nước thải sinh hoặc có thể liệt kê sơ bộnhư sau:

• Nước thải công nghiệp quy ước sạch là nước thải sau khi sử dụng làm nguội sảnphẩm, làm mát thiết bị, nước giải nhiệt từ các quá trình công nghệ, vệ sinh nềnnhà

• Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các quá trình vệ sinh của công nhân, từ các hoạtđộng văm phòng, nhà ăn, từ các khu dân cư,… loại này thường có thông số: SS,BOD, tổng nitơ, tổng phosphor, NH3, NO3-, NO2- và vi trùng, rất cao Thànhphần hữu cơ chiếm 52% - 78% còn lại là thành phần vô cơ

• Nước thải sản xuất phát sinh từ các hoạt động sản xuất Tuỳ công nghệ, nguyênliệu, sản phẩm sử dụng cho sản xuất mà thành phần của chúng có những đặc thùkhác nhau

• Ngoài ra nước thải sinh hoạt còn còn phát sinh từ các nguồn khác như: bệnh viện,trại điều trị, điều dưỡng, …

.1.2. Lưu lượng nước thải sinh hoạt

Lượng nước thải khu dân cư đô thị xác định theo tiêu chuẩn tính trên đầu người sử dụng hệ thống nước sinh hoạt (tiêu chuẩn nước thải thường lấy bằng tiêu

chuẩn nước cấp) Đối với những khu thương mại, cơ quan, trường học, bệnh viện,khu giải trí ở xa hệ thống thoát nước đô thị, phải xây dựng trạm bơm và khu xử lýnước thải riêng Tiêu chuẩn nước thể hiện trong các bảng 3.1, 3.2, 3.3, 3.4.

Bảng 3.1: Tiêu chuẩn nước thải từ các khu dịch vụ thương mại

STT Nguồn nước thải Đơn vị tính

Lưu lượng (l/đơn vị tính.ngày)Khoảng dao

6 Hiệu giặt là Công nhânMáy giặt 26 – 601703 – 2460 492080

Nguồn: Theo tài liệu Metcalf & Eddy – “Wastewater Engineering”

Bảng 3.2: Tiêu chuẩn nước thải từ các công sở

STT Nguồn nướcthải Đơn vị tính

Lưu lượng (l/đơn vị tính.ngày)Khoảng dao

động

Trị số tiêuchuẩn

Nguồn: Theo tài liệu Metcalf & Eddy – “Wastewater Engineering”

Bảng 3.3: Tiêu chuẩn nước thải từ các khu giải trí

Lưu lượng (l/đơn vị tính.ngày)Khoảng

dao động Trị số tiêu chuẩn

Nguồn: Theo tài liệu Metcalf & Eddy – “Wastewater Engineering”

Bảng 3.4: Tiêu chuẩn thải nước khu vực dân cư

(l/người.ngày.đêm)

1 Có hệ thống cấp thoát nứơc, có dụng cụ vệ

sinh, không có thiết bị tắm

80 – 100

2 Có hệ thống cấp thoát nước, có dụng cụ vệ

3 Có hệ thống cấp thoát nước, có dụng cụ vệ

sinh, có bồn tắm và cấp nước nóng cục bộ 140 – 180

Nguồn: Theo tài liệu Metcalf & Eddy – “Wastewater Engineering”

.2. Thành phần và tính chất của nước thải

Thành phần của nước thải sinh hoạt chia làm 2 loại:

• Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh

• Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ các nhà bếp, các chấtrửa trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ hị phân hủy sinh học, ngoài

ra còn có cả thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm.Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt gồm: protein (40 – 50%),

hydratcacbon (40 – 50%), tinh bột, đường, xenlulô, và các chất béo (5 – 10%).Đặc điểm quan trọng của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đốiổn định.

Thành phần tính chất của nước thải chia làm 2 nhóm chính:

 Thành phần vật lý

Thành phần vật lý: biểu thị dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các kíchthước khác nhau, được chia thành 4 nhóm:

Nhóm 1: Gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy,lá cây, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng ( > 10-1mm) và ở dạng huyền phù, nhũtương ( = 10-1 – 10-4mm)

Nhóm 2: Gồm các chất bẩn dạng keo ( = 10-4– 10-6mm)

Nhóm 3: Gồm các chất hòa tan ( ≤ 10-7 mm ) Chúng tạo thành hệ một phacòn gọi là dung dịch thật

Nhóm 4: Gồm các chất phân tán ion ( ≤ 10-8 mm)

 Thành phần hoá học

Thành phần hóa học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các tínhchất hoá học khác nhau, được chia thành 3 nhóm:

Thành phần vô cơ: Cát, sét, xỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly…(khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt )

Thành phần hữu cơ: Các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật, cặn bãbài tiết…(chiếm khoảng 58%)

− Các chất chứa Nitơ:Urê, protêin, amin, acid amin…

− Các hợp chất nhóm hydrocacbon: Mỡ, xà phòng, cellulose…

− Các hợp chất có chứa phosphor, lưu huỳnh

 Thành phần sinh học: Nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn…

.3. Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt

Tuỳ thuộc vào tính chất, thành phần nước thải, công nghệ sản xuất, tảilượng, nồng độ chất ô nhiễm và nguồn tiếp nhận nước thải để bố trí các côngtrình đơn vị phù hợp với nhu cầu nhằm xử lý đạt hiệu quả cao, đảm bảo theo tiêuchuẩn thải ra môi trường Sau đây trình bày sơ đồ hệ thống sử lý nước thải

Hình 3.1: Sơ đồ phân khối xử lý nước thải sinh hoạt

Các phương pháp sử dụng để xử lý nước thải phụ thuộc vào các tính chấtvật lý, hóa học và sinh học của nước thải, do đó về bản chất kỹ thuật xử lý nướcthải được chia làm 3 nhóm chính: lý học (cơ học), hóa học, sinh học Nếu xácđịnh ở cấp độ xử lý, các kỹ thuật xử lý trên áp dụng ở các mức sau:

 Tiền xử lý hay xử lý sơ bộ:

Được sử dụng dùng để loại bỏ phần lớn cặn nặng (cát), vật nổi (dầu mỡ,bọt) Những thành phần này làm cản trở cho các quá trình xử lý tiếp theo, hay gâyhỏng hóc các thiết bị phụ trợ khi hoạt động Các thiết bị thường dùng: song chắnrác, lưới chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể lắng cát, vớt dầu mỡ, bể làm thoáng sơbộ, bể điều hòa, …

 Xử lý bậc một:

Là qúa trình lắng để loại bỏ bớt cặn lơ lửng và các chất như dầu mỡ Cácquá trình xử lý sơ bộ thường dùng như bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng ngang,bể lắng đứng Ở công đoạn xử lý sơ bộ là loại bỏ được một phần cặn lơ lửng vàcác chất nổi, đồng thời với việc phân hủy yếm khí cặn lắng ở đáy bể để ổn địnhcăn

 Xử lý bậc 2:

Mục đích là dùng các vi sinh hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ, chuyểncác chất hữu cơ có khả năng phân hủy thành các chất vô cơ và các chất hữu cơổn định kết thành bông cặn dễ loại bỏ ra khỏi nước thải Các quá trình thườngđược sự dụng trong xử lý bậc 2 là bể lắng đợt 2, bể lọc sinh học nhỏ giọt, bểaerotank, bể lọc hiếu khí, hồ hiếu khí và hồ lắng

 Xử lý bậc cao:

Nếu nơi tiếp nhận yêu cầu nước thải phải xử lý ở mức cao hơn so với xử lýbậc hai, hoặc nước thải được xử lý sẽ được tái sử dụng thì khi đó cần tiến hành xửlý bậc cao nước thải Thuật ngữ xử lý bậc ba thường được sử dụng đồng nghĩa vớixử lý bậc cao Tuy nhiên, hai phương pháp này không phải là một Xử lý bậc ba

thường được sử dụng để loại trừ Photpho trong khi đó xử lý bậc cao có thể thêmmột số bước nhằm cải thiện chất lượng nước thải bằng cách loại bỏ các chất ônhiễm trơ Những quá trình hiện có thể loại trên 99% chất rắn lơ lửng và BOD5.Như các biện pháp như thẩm thấu ngược và thấm tách bằng điện Các quá trìnhkhử Amoniac, khử nitrat và kết tủa Photphat có thể loại trừ được các chất dinhdưỡng Nếu nước thải sẽ được tái sử dụng lại bằng phương pháp khử trùng bằngClo thì khử trùng bằng Ozon được coi là đáng tin cậy nhất.

Cặn lắng ở sau các công đoạn xử lý sơ bộ và xử lý bậc 2 còn chứa nhiềunước (thường độ ẩm đến 99%) và chứa nhiều cặn hữu cơ có khả năng thối rữa vìthế cần áp dụng một số biện pháp để xử lý cặn lắng, làm cho cặn ổn định và loạibỏ bớt nước để giảm thể tích, trọng lượng trước khi đưa ra nguồn tiếp nhận hoặcsử dụng Có nhiều phương pháp xử lý cặn như cô đặc, nén cặn, ổn định cặn, sânphơi bùn, làm khô cặn bằng cơ học hoặc đốt cặn trong lò thiêu, …

Mục đích của quá trình khử trùng là nhằm đảm bảo nước thải trước khi xảvào nguồn tiếp nhận không còn vi trùng, vi rút gây và truyền bệnh, khử màu, khửmùi và giảm nhu cầu oxy hoá của nguồn tiếp nhận Công đoạn khử trùng thườngsau công đoạn xử lý sơ bộ hoặc sau sử lý bậc 2, chất khử trùng thông dụng thườnglà clo, ozon, tia cực tím, …

.4.1. Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp cơ học

Nhiệm vụ của các giai đoạn xử lý cơ học là loại bỏ các tạp chất kích thướclớn như rác, các chất vô cơ chủ yếu là cát và các chất lơ lửng hữu cơ lắng được.Công trình tương ứng của xử lý cơ học là song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng 1, bểlắng ly tâm, bể lắng đứng, bể lắng ngang, thời gian lắng từ 1,5 – 2h Giai đoạn xửlý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ có thể loại bỏ khỏi nước thải 60% các tạp chấtkhông hoà tan và 20% BOD

.4.1.1. Song chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác.Tại đây các thành phần có kích thước lớn như vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây, baonilông, … được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đâylà bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi chocác công trình sau Song chắn rác thường làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênhdẫn và tuỳ theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trungbình và mịn Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100mm vàsong chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25mm Rác có thể lấybằng phương pháp thủ công hoặc thiết bị cào rác cơ khí

.4.1.2. Thiết bị nghiền rác

Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ

lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thựctế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gâynhiều khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên như làmtắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗphân phối khí và dính bám vào các tuabin…) Do vậy phải cân nhắc trước khidùng

.4.1.3. Bể điều hoà

Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưulượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảmbảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này

Có 2 loại bể điều hòa:

Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hayngoài dòng thải xử lý Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng

kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương ánđiều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó Vị trí tốtnhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, vàphụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính củanước thải.

.4.1.4. Bể lắng cát

Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặng như: cát, sỏi, mảnh thủytinh, mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị màimòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau

Bể lắng cát gồm những loại sau:

của bể Bể có thiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể

được dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dưới hình trụ vào bể Chế độ dòng chảykhá phức tạp, nước vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đilên, trong khi đó các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy

• Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải đượcdẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn

ra ngoài

• Bể lắng cát làm thoáng: Để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tănghiệu quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn thiết bị phunkhí Dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quétđáy bể với một vận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát vàcác phân tử nặng có thể lắng

.4.1.5. Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặnhình thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong

quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Theo chiều dòng chảy, bể lắng đượcphân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng.

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vậntốc không lớn hơn 0,01m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5h

Đối với bể lăng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từdưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6m/s và thời gian lưu nước trong bể daođộng trong khoảng 0,75 – 2h

.4.1.6. Quá trình lọc

Lọc được áp dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thểloại được bằng phương pháp lắng Qúa trình lọc ít sử dụng trong xử lý nước thải,thường chỉ sử dụng trong trừơng hợp nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao

Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không sử dụng các thiết

bị loc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt Vật liệu lọc thôngthường nhất là cát Kích thước hiệu quả của hạt cát thường dao động trong khoảng0,15mm đến vài mm, kích thước lỗ rỗng thường có giá trị nằm trong khoảng 10 -100µm Kích thước này lớn hơn nhiều so với kích thước của nhiều hạt cặn nhỏ cầntách loại, ví dụ như vi khuẩn (0,5 - 5µm) hoặc vi rút (0,05µm) Do đó, những hạtnày có thể chuyển động xuyên qua lớp vật liệu lọc

Trong quá trình lọc , các cặn bẩn được tách khỏi nước nhờ tương tác giữacác hạt cặn và vật liệu lọc theo cơ chế sau:

rỗng của lớp vật liệu lọc Tuy nhiên, quá trình lắng không có khả năng khử cáchạt keo mịn có kích thước khoảng 0,001 – 1µm.

Các hạt keo được tách loại theo cơ chế hấp phụ Qúa trình này xảy ra theo

2 giai đoạn: vận chuyển các hạt trong nước đến bề mặt vật liệu lọc và sau đó kết

dính các hạt vào bề mặt vật liệu lọc Qúa trình này chịu ảnh hưởng của lựchút giữa các vật liệu lọc và các hạt cần tách loại, lực hút quan trọng nhất là lựcVander Waals và lực hút tỉnh địên

• Chuyển hoá sinh học:

Hoạt tính sinh học của các thiết bị lọc có khả năng dẫn đến sự ôxy hoá cácchất hữu cơ Qúa trình chuyển hoá sinh học hoàn toàn xảy ra khi nhiệt độ và thờigian lưu nước trong thiết bị lọc được duy trì thích hợp Do đó, trong thiết bị lọcchậm, hoạt tính sinh học đóng vai trò quan trọng hơn trong thiết bị lọc nhanh

• Chuyển hó hoá học:

Các vật liệu lọc còn có khả năng chuyển hóa hoá học một số chất có trong nướcthải như NH4+, sắt, mangan, …

.4.2. Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp hoá học

Đây thực chất chỉ là phương pháp đưa vào nước thải chất phản ứng nhưoxy hoá khử, tạo chất kết tủa, hoặc phân huỷ chất độc hại để gây tác động vớicác tạp chất bẩn , biến đổi hóa học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tannhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường

.4.2.1. Phương pháp đông tụ – kết bông

Đông tụ và kết bông là một công đoạn của quá trình xử lý nước thải, mặcdù chúng là hai quá trình riêng biệt nhưng chúng không thể tách rời nhau

Vai trò của quá trình đông tụ và kết bông nhằm loại bỏ huyền phù, chấtkeo có trong nước thải

• Đông tụ: Là phá vỡ tính bền vững của các hạt keo, bằng cách đưa thêm chất phảnứng gọi là chất đông tụ

• Kết bông: Là tích tụ các hạt “ đã phá vỡ độ bền” thành các cụm nhỏ sau đó kếtthành các cụm lớn hơn và có thể lắng được gọi là quá trình kết bông Quá trìnhkết bông có thể cải thiện bằng cách đưa thêm vào các chất phản ứng gọi là chấttrợ kết bông Tuy nhiên quá trình kết bông chịu sự chi phối của hai hiện tượng:kết bông động học và kết bông Orthocinetique.

Kết bông động học liên quan đến khuyếch tán Brao (chuyển động hỗn độn), kết bông dạng này thay đổi theo thời gian và chỉ có tác dụng đối với các hạtnhỏ hơn 1 mcrofloc dễ dàng tạo thành khối đông tụ nhỏ

+ Kết bông Orthocinetique liên quan đến quá trình tiêu hao năng lượng và chế độcủa dòng chảy là chảy tầng hay chảy rối

Cho thêm chất

Đông tụ

Phản ứng với nước, ion hoá,thuỷ phân, polymer hoá

Thuỷ phân

Phá huỷ tính bền

Đặc tính hút ion làm đông lạnhbề măt các phân tử

Đông tụ

Đặc tính liên quan đến ion hoặctrường hợp bề mặt của phân tử

Bao gồm cả chất keo kết tủa

Liên quan đến bên trong cácphân tử, trương hợp đông hợpchất

Năng lượng tiêu tán (gradiantốc độ)

Kết bông trục giao

• Các chất làm đông tụ, kết bông:

Để tăng quá trình lắng các chất lơ lửng hay một số tạp chất khác người tathường dùng các chất làm đông tụ, kết bông như nhôm sunfat, sắt sunfat, sắtclorua hay một số polyme nhôm, PCBA, polyacrylamit (CH2CHCONH2)n,

natrisilicat hoạt tính và nhiều chất khác

Hiệu suất của quá trình đông tụ cao nhất khi pH = 4 – 8,5 Để bông tạothành dễ lắng hơn thì người ta thường dùng chất trợ đông Đó là những chất caophân tử tan được trong nước và dễ phân ly thành ion Tuỳ thuộc vào từng nhómion khi phân ly mà các chất trợ đông tụ có điện tích âm hay dương (các chất đôngtụ là anion hay cation) Đa số chất bẩn hữu cơ, vô cơ dạng keo có trong nước thảichúng tồn tại ở điện tích âm Vì vậy các chất trợ đông cation không cần keo tu sơbộ trước đó Việc lựa chọn hoá chất, liều lượng tối ưu của chúng, thứ tự cho vàonước cần phải tính bằng thực nghiệm Thông thường liều lượng chất trợ đông tụ làtừ 1 – 5 mg/l.

Để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiết kiệm hoá chất thì phải khuấy trộnđều với nước thải, liều lượng hoá chất cho vào phải cần tính bằng Grotamet Thờigian lưu nước trong bể trộn là 1 – 15 phút Thời gian để nước thải tiếp xúc vớihoá chất tới khi bắt đầu lắng là từ 20 – 60 phút, trong khoảng thời gian này cácchất hoá học tác dụng với các chất trong nước thải và quá trình động tụ diễn ra

.4.2.2. Phương pháp trung hoà

Phương pháp trung hoà chủ yếu được dùng trong nước thải công nghiệp cóchứa kiềm hay axit Để tránh hiện tượng nước thải gây ô nhiễm môi trường xungquanh thì người ta phải trung hoà nước thải, với mục đích là làm lắng các muốicủa kim loại nặng xuống và tách chúng ra khỏi nước thải

Qúa trình trung hoà trước hết là phải tính đến khả năng trung hoà lẫn nhaugiữa các loại nước thải chứa axit hay kiềm hay khả năng dự trữ kiềm của nướcthải sinh hoạt và nước sông Trong thực tế hỗn hợp nước thải có pH = 6.5 – 8.5 thìnước đó được coi là đã trung hoà

.4.3. Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp hoá lý

.4.3.1. Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ dùng để loại hết các chất bẩn hoà tan vào nước màphương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không thể loại bỏ được

với hàm lượng rất nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính caohoặc các chất có mùi, vị và màu rất khó chịu.

Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính,silicagen, keo nhôm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sảnxuất như xỉ tro, xi mạ săt trong số này, than hoạt tính thường được dùng phổ biếnnhất Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp phụ Lượngchất hấp phụ tuỳ thuộc vào khả năng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượngchất bẩn có trong nước Phương pháp này có thể hấp phụ 58 – 95% các chất hưu

cơ màu Các chất hưũ cơ có thể bị hấp phụ là phenol, Alkylbenzen, sunfonic axit,thuốc nhộm và các chất thơm

Sử dụng phương pháp hấp thụ có thể hấp thụ đến 58 – 95% các chất hữu cơvà màu

.4.3.2. Phương pháp trích ly

Dung để tách các chất bẩn hoà tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sungmột chất dung môi không hoà tan vào nước, nhưng độ hoà tan của chất bẩn trongdung môi cao hơn trong nước

.4.3.3. Phương pháp chưng bay hơi

Chưng nước thải để các chất hoà tan trong đó cung bay hơi lên theo hơinước, khi ngưng tụ hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi sẽ hình thành các lớp riêngbiệt và do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra

.4.3.4. Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạnghạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong mộtsố trường hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hòa tan như các chấthoạt động bề mặt Quá trình như vậy được gọi là quá trình tách hay làm đặc bọt

Trong xử lý nước thải về nguyên tắc tuyển nổi thường được sử dụng để khửcác chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thườnglà không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổitập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sauđó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơntrong chất lỏng ban đầu.

.4.3.5. Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để loại bỏ khỏi nước các kim loại(kẽm, đồng, chì, thuỷ ngân, cadimi, mangan, … ) Phương pháp này cho phép thuhồi các chất có giá trị với độ làm sạch nước rất cao Phương pháp này được ứngdụng phổ biến trong việc khử các muối vơ cơ trong nước cấp

.4.3.6. Phương pháp oxy hoá – khử

Oxi hoá bằng không khí dựa vào khả năng hoà tan của oxi vào nước.Phương pháp thường dùng để oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ Ngoài ra phương pháp còndùng để loại bỏ một số hợp chất như: H2S, CO2 tuy nhiên cần phải chú ý hàmlượng khí sục vào vì nếu sục khí qua mạnh sẽ làm tăng pH của nước

Oxi hoá bằng phương pháp hoá học

Clo là một trong những chất dùng để khử trùng nước, clo không dùng dướidạng khí mà chúng cần phải hoà tan trong nước để trở thành HClO chất này cótác dụng diệt khuẩn Tuy nhiên clo có khả năng giữ lại trong nước lâu Ngoài ra

ta còn sử dụng hợp chất của clo như cloramin, chúng cũng có khả năng khử trùngnước nhưng hiệu quả không cao nhưng chúng có khả năng giữ lại trong nước lâu ởnhiệt độ cao

Ozone là một chất oxi hoá mạnh được dùng để xử lý nước uống, nhưngchúng không có khả năng giữ lại trong nước

Pedroxit hydro: cũng dùng khử trùng nước tuy nhiên giá thành cao Nó cóthể dùng khử trùng đường ống Ngoài ra còn dùng để xử lý hợp chất chứa lưu

huỳnh trong nước thải gây ra mùi hôi khó chịu Ưu điểm dùng chất này là khôngtạo thành hợp chất halogen.

Phương pháp oxi hoá điện hoá được dùng để xử lý nước thải sinh hoạt, vớimục đích khử các chất có trong nước thải để thu hồi cặn quý (kim loại) trên cácđiện cực anot Phương pháp này dùng xử lí nước thải xi mạ Niken, mạ bạc haycác nhà máy tẩy gỉ kim loại, như điện phân dung dịch chứa sắt sunfat và Axitsunfuric tự do bằng màng trao đổi ion sẽ phục hồi 80 – 90% Axit sunfurric và thuhồi bột sắt với khối lượng là 20 – 25 kg/m3 dung dịch

Nếu xử lý bằng phương pháp điện phân thì nước thải có thể dùng lại được,và dung dịch Axit sunfuric có thể dùng lại cho qua trình điện phân sau

.4.4. Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học

Xử lý bằng phương pháp sinh học là việc sử dụng khả năng sống và hoạtđộng của VSV để khoáng hoá các chất bẩn hữu cơ trong nước thải thành các chấtvô cơ, các chất khí đơn giản và nước Các VSV sử dụng một số hợp chất hữu cơvà một số khoáng chất làm ngồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Trong quátrình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinhtrưởng và sinh sản nên khối lượng sinh khối tăng lên

Phương pháp sinh học thường được sử dụng để làm sạch hoàn toàn các loạinước thải có chứa các chất hữu cơ hoà tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo Dovậy, phương pháp này thường dùng sau khi loại các tạp chất phân tán khô ra khỏinước thải Đối với các chất vô cơ chứa trong nước thải thì phương pháp này dùngđể khử sunfide, muối amoni, nitrate tức là các chất chưa bị oxy hoá hoàn toàn.Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân huỷ sinh hoá các chất bẩn là khí CO2, N2,nước, ion sulfate, sinh khối, … Cho đến nay, người ta đã biết nhiều loại vi sinh vậtcó thể phân huỷ tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu

cơ tổng hợp nhân tạo

Giải pháp xử lý bằng biện pháp sinh học có thể được xem là tốt nhất trongcác phương pháp xử lý với các lý do sau:

• Có thể xử lý được độc tố

• Xử lý được N – NH3

.4.4.1. Điều kiện xử lý bằng phương pháp sinh học

Nước thải phải thoả mãn các điều kiện sau:

• Không có chất độc hại làm chết và ức chế hệ VSV trong nước thải Trong số cácchất độc phải chú ý đến kim loại nặng Theo mức độ độc hại các kim loại, sắpxếp theo thứ tự là Sb > Ag > Cu > Hg > Co > Ni > Pb > Cr3+ > V > Cd > Zn > Fe

• Muối các kim loại này ảnh hưởng nhiều đến các đời sôùng VS, nếu vượt quá nồngđộ cho phép, các VSV không thể sinh trưởng được và có thể chết

• Chất hữu cơ có trong nước thải phải là chất dinh dưỡng nguồn C và năng lượngcho VSV Các hợp chất hydratcacbon, protein, lipit hoà tan thông thường là cơchất dinh dưỡng, rất tốt cho VSV

• Nước thải đưa vào xử lý sinh học có 2 thông số đặc trưng là BOD và COD Tỉ sốgiữa 2 thông số này là COD/BOD < 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 thì mới có thể đưavào xử lý sinh học (hiếu khí) Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó nếu cócenllulose, hemicenllulose, protein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lý kị khí

Nước thải khi đưa đến công trình xử lý sinh học cần thỏa:

• Nhiệt độ trong khoảng từ 10 – 400C

• Tổng hàm lượng muối hòa tan không vượt quá 15g/l

.4.4.2. Phân loại các phương pháp sinh học

Việc phân loại các quá trình xử lý sinh học phụ thuộc vào đặc tính củatừng loại bể phản ứng Các bể phản ứng nước thải bằng phương pháp sinh họcchia làm 2 nhóm chính, theo cách thức sinh trưởng của VSV trong môi trường sinhtrưởng hay dính bám

Bảng 3.5: Các thiết bị xử lý sinh học thông dụng

Bể phản ứng với tác nhân sinh trưởng

lơ lửng

Bể phản ứng với tác nhân sinh trưởng bám dính

Bùn hoạt tínhLoại bỏ chất dinh dưỡng bằng pp sinh học

Phân hủy hiếu khíTiếp xúc kị khíUASBPhân hủy kị khí

Hồ sinh học

Kị khí có đệm giãnĐĩa quay sinh họcLọc nhỏ giọtTháp kínThiết bị lọc kị khí

Do vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học nên căncứ vào tính chất, hoạt động và môi trường của chúng, ta có thể chia phương phápsinh học thành 2 dạng chính là sinh học kị khí và sinh học hiếu khí

Bảng 3.6: Các công trình xử lý sinh học

Cánh đđồngtưới

 Xử lý sinh học hiếu khí

Sự tham gia của VSV hiếu khí làm khoáng hoá các chất bẩn hữu cơ ở dạngkeo, lơ lửng trong nước thải (sau giai đoạn xử lý cơ học) Qúa trình hiếu khí tạo rabùn hoạt tính (khi sử dụng earotank) và màng sinh vật (khi sử dụng bể biophin),được giữ lại bể lắng II Bùn hoạt tính, màng sinh vật có ý nghĩa rất quan trọngtrong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Bùn hoạt tính là tập hợp các VSV có khả năng hấp thụ các chất hữu cơchứa trong nước thải lên bề mặt của chúng và oxy hoá các chất hữu cơ đó Thànhphần hoá học của bùn hoạt tính gồm: Tro 15,58% (phần trăm chất khô ở 1000C),axit silic 3,95%, oxitsắt 1,58%, P2O5 2,14%, N hữu cơ 3,01%, mỡ 2,51%, axit béo0,39%

Sự hình thành màng VSV ở bể biopin ta dùng vật liệu lọc là than xỉ, đádăm và cung cấp bằng tự nhiên hay nhân tạo Vận tốc của quá trình khoáng hoáphụ thuộc vào số lượng và chất lượng bùn hoạt tính (phụ thuộc vào bề mặt tiếpxúc giữa VSV và chất hữu cơ), các điều kiện cần thiết để đảm bảo quá trình xử lýsinh học là đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho VSV, N, P, K, C, vitamin, nguêyn tố

vi lượng, hàm lượng chất lơ lửng của nước thải < 150mg/l, Ph ~ 7, không có cácchất hoạt tính bề mặt (vì sẽ cản trở hoà tan oxy) Các công trình xử lý tương ứng:

• Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo:

− Biophin là công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiệnnhân tạo nhờ các vi sinh vật hiếu khí

Quá trình xử lý diễn khi nước thải được tưới lên bề mặt của bể và nước

thấm qua lớp vật liệu lọc được đặt trong bể Ở bề mặt và ở các khe hở của cáchạt vật liệu lọc, các chất cặn được giữ lại và tạo thành màng gọi là màng vi sinh.Lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa các chất bẩn hữu cơ thâm nhập vào bể cùng vớinước thải khi ta tưới, hoặc qua khe hở thành bể, qua hệ thống nước từ đáy đi lên

Bể biôphin được phân loại dựa theo nhiều đặc điểm khác nhau, nhưngtrên thực tế bể được phân làm hai loại:

Biôphin nhỏ giọt: dùng để xử lý sinh hóa nước thải hoàn toàn Đặc điểmriêng của bể là kích thước của các hạt vật liệu lọc không lớn hơn 25 – 30mm, vàtải trọng nước nhỏ 0,5 – 1,0 m3/m2, nên chỉ thích hợp cho trường hợp lưu lượngnhỏ từ 20 – 1000 m3/ngày đêm

Biôphin cao tải: khác với biôphin nhỏ giọt là chiều cao của bể công tác vàtải trọng tưới nước cao hơn, vật liệu lọc có kích thước 40 – 60 mm Nếu ở bểbiôphin nhỏ giọt thoáng gió là nhờ tự nhiên thì ở bể biôphin cao tải lại là nhântạo Bể có thể được dùng để xử lý nước thải bằng sinh học hoàn toàn hoặc khônghoàn toàn

− Aerotank: Công trình là bằng bê tông, bê tông cốt thép, với mặt bằng thông dụnglà hình chữ nhật, là công trình sử dụng bùn hoạt tính để xử lý các chất ô nhiễmtrong nước.

Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng ôxy hóa vàkhoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải

Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, và để đảm bảo ôxy dùng choquá trình ôxy hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc làm thoánggió Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần cấp phụ thuộc vào độ ẩmvà mức độ yêu cầu xử lý nước thải

Bể được phân loại theo nhiều cách: theo nguyên lý làm việc có bể thôngthường và bể có ngăn phục hồi; theo phương pháp làm thoáng là bể làm thoángbằng khí nén, máy khuấy cơ học, hay kết hợp; …

- Xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (SBR) là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạttình theo kiểu làm đầy và xả cặn Qúa trình xảy ra trong bể SBR tương tự nhưtrong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cà xảy ra trong cùng mộtbể và được thực hiện theo các bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xảcặn, (5) ngưng

Ngoài công trình xử lý sinh học nhân tạo trên còn có các công trình khác:Mương ôxy hóa, lọc sinh học tiếp xúc, …

• Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

− Cánh đồng tưới và bãi lọc:

Cánh đồng tưới và cánh đồng lọc được xây dựng ở những nơi có độ dốc tựnhiên 0,02, cách xa khu dân cư về cuối hướng gió, và thường được xây dựng ởnhững nơi đất cát,

Cánh đồng tưới và bãi lọc là những ô đất được san phẳng hoặc dốc khôngđáng kể, và được ngăn cách bằng những bờ đất Nước thải được phân phối vàocác ô nhờ hệ thống mạng lưới tưới, bao gồm: mương chính, mương phân phối và

hệ thống mạng lưới tưới trong các ô Kích thước của các ô phụ thuộc vào địa hình,tính chất của đất và phương pháp canh tác.

− Hồ sinh học:

Hồ sinh học là hồ chứa, dùng để xử lý nước thải bằng sinh học, chủ yếudựa vào quá trình tự làm sạch của hồ

Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải hồ sinh học còn có thể đem lại những lợiích sau:

+ Nuôi trồng thủy sản

+ Nguồn nước để tưới cho cây trồng

+ Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đôthị

Các phản ứng xảy ra trong điều kiện hiếu khí:

Các chất hữu cơ + O2 Vi sinh H2O + CO2 + Q + tế bào mới

Tế bào mới + O2 Năng lượng (Q) CO2 + H2O + NH3

 Xử lý sinh học kị khí

Sử lý sinh học trong điều kiện kị khí (không có oxy) với sự tham gia củaVSV kị khí phân huỷ các chất hữu cơ chứa trong cặn (cặn tươi, bùn hoạt tính dư,rác đã nghiền nhỏ) Cặn tươi là cặn từ bể lắng đợt I mà thành phần hạt khác nhautừ 7 – 10mm chiếm 5 – 20%, 1 – 7mm chiếm 9 – 33%, < 1mm chiếm 50 – 88%.Độ ẩm của cặn tươi từ 92 – 96%, thành phần hữu cơ chiếm 65 – 70% Bùn hoạttính dư có thành phần hạt tương đối đồng nhất, kích thứơc hạt < 1mm chiếm 98%

Độ ẩm từ 96 – 99,2%, thành phần hữu cơ chiếm 70 – 75% Cặn của nước thải cóchứa các chất có giá trị dinh dưỡng như N, P, K, … và một số nguyên tố vi lượngsử dụng tốt cho việc làm phân bón Cặn dễ bị phân huỷ thối rữa, có chứa giunsán, … nên cần xử lý cặn Xử lý cặn gồm 2 quá trình lên men kị khí gồm 2 giaiđoạn:

Lên men axit (lên men hydro) là qua trình phân huỷ chất hữh cơ thành cácsản phẩm trung gian như axit beo, hydro, H2S, CO2, axit amin, NH3, pH thấp Visinh vật chủ yếu là vi khuẩn kị khí dạng nấm, vi khuẩn butilic, propionic Thể tíchcặn không đổi và có mùi

Các phương trình phản ứng xảy ra như sau:

4H2 + CO2 CH4 + 2H2O

4CH3OH 3CH4 + CO2 + H2O4(CH3)3N 9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3

• Giai đoạn 2: Lên men bazơ (lên men mêtan) là 2 quá trình chuyển hoá các sảnphẩm của giai đoạn thành axit cacbonic, CH4, H2, CO2, pH = 7 – 8 Vi sinh vậtchủ yếu là vi khuẩn tạo mêtan, methanobacterrium, methanococcus,methannosarcina

• Hồ sinh vật kị khí

.4.5. Phương pháp xử lý cặn

Trong các trạm xử lý thường có khối lượng cặn lắng tương đối lớn từ songchắn rác, bể lắng đợt một, đợt hai… Trong cặn chứa rất nhiều nước (độ ẩm từ 97%– 99 %), và chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng, do đó cặn cần phải được xử lýđể giảm bớt nước, các vi sinh vật độc hại trước khi thải cặn ra nguồn tiếp nhận

Các phương pháp xử lý cặn gồm:

 Cô đặc cặn bằng trọng lực: Là phương pháp để bùn lắng tự nhiên, các công trìnhcủa phương pháp này là các bể lắng giống như bể lắng nước thải: bể lắng đứng,bể ly tâm…

 Cô đặc cặn bằng tuyển nổi: Lợi dụng khả năng hòa tan không khí vào nước khinén hỗn hợp khí nước ở áp lực cao, sau đó giảm áp lực của hỗn hợp xuống áp lựccủa khí quyển, khí hòa tan lại tách ra khỏi nước dưới dạng các bọt nhỏ dính bámvào hạt bông cặn, làm cho tỷ trọng hạt bông cặn nhẹ hơn nước và nổi lên trên bềmặt Các công trình sử dụng phương pháp này gọi là bể tuyển nổi có hình chữnhật hoặc hình tròn

 Ổn định cặn: Là phương pháp nhằm phân hủy các chất hữu cơ có thể phân hủybằng sinh học thành CO2, CH4 và H2O, giảm vấn đề mùi và loại trừ thối rữa củacặn, đồng thời giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh và giảm thể tích cặn Có thể ổnđịnh cặn hóa chất, hay bằng phương pháp sinh học hiếu khí hay kỵ khí Các côngtrình được sử dụng trong ổn định cặn như: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan…

 Làm khô cặn: Có thể sử dụng sân phơi, thiết bị cơ học (máy lọc ép, máy ép băngtải, máy lọc chân không, máy lọc ly tâm…), hoặc bằng phương pháp nhiệt Lựachọn cách nào để làm khô cặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiệnđất đai, yếu tố thủy văn, kinh tế xã hội…

.4.6. Phương pháp khử trùng

Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa rất nhiều vikhuẩn, hầu hết các vi khuẩn này đều không phải là các vi khuẩn gây bệnh, nhưngkhông loại trừ khả năng tồn tại của một vài vi khuẩn gây bệnh Nếu nước thải ra

nguồn tiếp nhận thì khả năng gây bệnh là rất lớn, do đó cần phải khử trùng nướctrước khi thải Các phương pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay là:

canxi ( Ca(ClO)2) dạng bột, hòa tan trong thùng dung dịch 3 – 5% rồi định lượngvào bể tiếp xúc

• Dùng Ozon: Ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo ozon đặt ngay trong trạmxử lý Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hòa tan và tiếp xúc

• Dùng tia cực tím (UV): tia UV sử dụng trực tiếp bằng ánh sáng mặt trời, hoặcbằng đèn thủy ngân áp lực thấp được đặt ngầm trong mương có nước thải chảyqua

Chương 4: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

.1. Cơ sở lựa chọn các công nghệ xử lý

.1.1. Đặc tính nước thải đầu vào

Nước thải khu dân cư Thủ Thiêm tập trung vào các nguồn:

• Nước thải sinh hoạt: giặt giũ, tắm, nấu ăn, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân từcác người dân sống trong căn hộ

• Nước thải từ vui chơi, giải trí, tưới cây, tưới đường, …

Bảng 4.1: Thành phần nước thải của chung cư Thủ Thiêm

(Nguồn: Trung tâm hoá học về trường Echemtech 02/2009)

.1.2. Tiêu chuẩn xả thải

Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận theoQCVN 14:2008/BTVMT – Cột A Sau xử lý là những thông số ô nhiễm chính

Bảng 4.2: Tính chất nước thải sau xử lý ST

• Thành phần nước thải đầu vào

• Lưu lượng vào hàng ngày

• Tiêu chẩn xả thải

• Khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận