Bài giảng Công nghệ xử lý nước thải

• Từ các dây chuyền, thiết bị cơng nghệ …… trong CN • Chứa nhiều chất hữu cơ dễ thối rữa • Mơi trường tốt cho VSV phát triển cả VSV gây bệnh • Sự tích lũy nước thải sẽ gây ô nhiễm môi tr

Bài giảng

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Hà nội – 2/2021

sariverauthority.org

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Giảng viên: Nguyễn Hoài Nam

• Nước đã sử dụng, lẫn các chất làm thay đổi tính chất hóa

- lý- sinh

• Nguồn phát sinh

• Các chất thải sinh lý của người và động vật nuôi

• Các loại nước thải từ: nhà tắm, giặt, nước rửa rau quả, bát đĩa, rửa nhà, sân, đường phố…

• Từ các dây chuyền, thiết bị công nghệ …… trong CN

• Chứa nhiều chất hữu cơ dễ thối rữa

• Môi trường tốt cho VSV phát triển (cả VSV gây bệnh)

• Sự tích lũy nước thải sẽ gây ô nhiễm môi trường

• Để đảm bảo vệ sinh: thu dẫn ra khỏi phạm vi và xử lý

• Tổ hợp các thiết bị, công trình kỹ thuật và phương tiện

• Thu nước thải tại nơi hình thành

• Dẫn – vận chuyển đến các công trình làm sạch và xả ra nguồn tiếp nhận

• Bao gồm: xử lý - sử dụng cặn, thu hồi các chất có giá trị trong NT và cặn

• Tập trung chất thải lỏng vào một thùng chứa

• Định kỳ vận chuyển đến nơi xử lý (ô tô, xe hút)

• Thoát nước dạng này

• Không đảm bảo vệ sinh của khu vực

• Không kinh tế

• Chỉ thích hợp đối với điểm dân cư nhỏ

• Nước thải theo đường ống - cống ngầm

• Tự vận chuyển đến các trạm xử lý

• Để thực hiện

• Phải có hệ thống cấp nước tiêu chuẩn (số lượng)

• Đủ để pha loãng và tự vận chuyển các chất thải

• Rác - chất thải rắn phải vận chuyến - tách riêng

• Một số đô thị có thiết bị nghiền rác

• Rác nghiền vận chuyển cùng nước thải

6

• Thiết bị vệ sinh thu và thoát nước thải trong nhà

• Mạng lưới thoát nước ngoài sân hoặc tiểu khu

• Mạng lưới thoát nước ngoài đường phố

• Các trạm bơm và ống dẫn có áp (nếu cần)

• Các công trình làm sạch

• Các ống, cống xả nước thải ra nguồn tiếp nhận

nước ngoài đường phố có thể nhận

• Nước thải từ mạng lưới tiểu khu

• Mạng lưới thoát nước ngoài sân hoặc của nhà

• Mạng lưới thoát nước của công nghiệp

8

• Phân chia thành các lưu vực thoát nước

• Đặt ống – cống theo chiều dốc địa hình

• Lưu vực thoát nước: phần lãnh thổ được giới hạn bằng các đường phân thủy

• Kiểm tra tẩy rửa nạo vét cặn lắng trên mạng

• Giếng thu nước mưa: Nước mưa trên đường phố

• Cống thoát nước

• Chui qua sông, suối - cống luồn (điuke)

• Bắc trên cầu đường bộ, đường sắt - cầu cạn

• Cống góp thoát nước (tự chảy)

• Nối với cống đường phố

• Thường đặt nơi địa hình thấp

• Khi chiều sâu quá lớn

xử lý tùy thuộc

• Lưu lượng, thành phần tính chất nước thải

• Nước nguồn - nơi tiếp nhận

• Đối tượng sử dụng nước ở vùng hạ lưu cửa xả

(cấp nước sinh hoạt, bơi tắm, thể thao, nuôi cá, tưới ruộng v.v )

• Nhiều điều kiện địa phương khác……

• Phải đặt ở phía dưới dòng chảy

• Cuối hướng gió chủ đạo

• Phải bảo đảm khoảng cách vệ sinh an toàn theo quy định (khu dân cư, công nghiệp….)

14

• Thiết lập sơ đồ: mặt bằng của đối tượng

• Thể hiện các bộ phận (mạng lưới, trạm bơm,

trạm xử lý v.v.)

• Mặt bằng quy hoạch, quy mô đô thị

• Địa hình

• Nguồn tiếp nhận nước thải

• Điều kiện địa chất công trình

• Địa chất thủy văn, thủy văn nguồn nước

• Các yêu cầu vệ sinh

• Khả năng đầu tư…

16

• Hệ thống thoát nước chung

• Nước thải được dẫn - vận chuyển trong mạng tới trạm xử lý hoặc xả ra nguồn

• Hệ thống thoát nước riêng

• Nước thải với đặc tính khác nhau, dẫn - vận chuyển theo các mạng độc lập

• Hệ thống thoát nước riêng không hoàn chỉnh

• ở giai đoạn trung gian trong quá trình xây dựng riêng hoàn toàn

• Hệ thống thoát nước nửa riêng

• Ở điểm giao nhau giữa hai mạng độc lập sẽ xây dựng các giếng trào - tách nước mưa

• Bố trí trên cống góp chính gần nguồn tiếp nhận

• Lưu lượng nước thải xả tùy thuộc lưu lượng

nước nguồn, các yêu cầu điều kiện vệ sinh, kinh tế…

18

• Phải xây dựng ít nhất hai mạng

• Mạng dẫn - vận chuyển nước thải sinh hoạt vả nước sản xuất (mạng lưới thoát nước bẩn)

• Mạng dẫn - vận chuyển nước mưa và nước sản xuất sạch (mạng thoát nước mưa)

• Nước thải sản xuất tương tự như nước thải sinh hoạt

• Dẫn chung trong mạng

• Nếu không thể xử lý chung

• Dẫn theo mạng riêng hoặc

• Xử lý cục bộ trước khi xả ra mạng chung

• Các loại nước thải đặc thù

• Phải xử lý cục bộ riêng cho từng loại

• Nước mưa chảy theo rãnh, mương hở và đổ ra

nguồn tiếp nhận

• Với hệ thống thoát nước nửa riêng

• Khi lưu lượng nhỏ

• Nước mưa bẩn nhất chảy vào mạng thoát nước, theo cống góp chính đến trạm xử lý

• Khi mưa to, lưu lượng lớn

• Nước tràn qua giếng chảy thẳng ra nguồn tiếp nhận

20

• Chọn hệ thống thoát nước phù hợp

• Tùy điều kiện cụ thể

• So sánh kinh tế - kỹ thuật - vệ sinh môi trường

• Phổ biến loại hệ thống chung

• Nước thải từ các khu vệ sinh được xử lý ở bể tự hoại

• Nước tắm giặt sinh hoạt (trộn) và xả ra mạng thoát nước chung

• Xả vào nguồn nước mặt, cánh đồng, hồ ao trũng …

• Một số nơi

• Còn tồn tại xí thùng, xí hai ngăn hoặc thấm dội nước

• Nước thải còn được xả tràn kiểu "không điểm”

• Qua mặt đất xuống các mương, sông, ao hồ hoặc

• Thấm xuống lòng đất

22

• Đặt trong lòng đất với độ sâu lớn

• Với điều kiện địa chất thủy văn khác nhau

• Vật liệu cần thỏa mãn một số yêu cầu

• Chắc, không thấm nước

• Chống được ăn mòn và sự mài mòn

• Trơn để giảm sức cản thủy lực

• Giá thành rẻ

• Miệng loe

• Chiều dài 1 đoạn 0,5-1,2 m

• D = 50 - 600 mm

• dùng cho mạng thoát bên trong và ngoài sân

• Ống sản xuất từ cao lanh chống axit và phụ gia chống ăn mòn (dẫn nước thải axit)

• Dùng khi đường ống có áp

• Khi phải vượt qua chướng ngại

vật (qua đường giao thông….)

• Để kiểm tra và tẩy rửa mạng (phân chia)

• Giếng thăm thẳng

• Xây dựng trên những đoạn ống thẳng (ĐK và độ dốc không đổi)

• Khoảng cách 35 - 200m (D lớn khoảng cách tăng)

• Giếng ngoặt

• Ở vị trí thay đổi độ dốc đặt ống hoặc đổi hướng

28

• Giếng nút

• Ở vị trí nối đường ống thoát nước với nhau

• Giếng kiểm tra

• Ở vị trí nối ống thoát nước sân nhà (tiểu khu), với mạng thoát nước đường phố

• Nối các đường ống thoát có độ sâu khác nhau

• Khi d = 500 mm và chiều cao chuyển bậc tới 4m

• Xây dựng dưới dạng đập tràn

• Có hố tiêu năng

• Các hình thức thoát nước

• Các đặc điểm của hệ thống thoát nước

• Các công trình thuộc hệ thống thoát nước

• Các lưu ý khi thiết kế và lựa chọn sơ đồ thoát

và tổng quan dây chuyền xử lý nước thải

• thông số chất lượng nước

• Chất lượng nước thải cho phép trước khi xả

• Tham khảo các QCVN của BTNMT

• 11-2015 nước thải chế biến thủy sản

• 12-2015 nước thải CN giấy và bột giấy

• 13-MT-2015 nước thải dệt may

• 14-2008 nước thải sinh hoạt

• 25-2009 nước thải bãi chôn lấp

• 28-2010 nước thải y tế

• 40-2011 nước thải công nghiệp

34

• Hàm lượng oxy hòa tan

• Các chất bảo vệ thực vật clo hữu cơ

• Các chất bảo vệ thực vật phốt pho hữu cơ

• Tổng PCB

threadingourway.wordpress.com

Ortho

42

• Khả năng phân hủy sinh học

• Mức độ ô nhiễm

• Các đặc trưng riêng (nguồn thải)

• Nước thải xả vào các nguồn khác nhau

• Yêu cầu về chất lượng nước khác nhau

• Những loại nước thải không có QC - TC

• Sử dụng QC 40: 2011 nước thải công nghiệp

44

• Bao gồm các công trình đơn vị xử lý riêng biệt

• Sắp xếp theo trình tự

• Mỗi quy trình xử lý

• Hỗ trợ cho công trình đơn vị phía sau hoặc

• Nhằm đáp ứng yêu cầu xử lý đặc thù

• Trình tự tạo thành dây chuyền xử lý

• Sau xử lý phải đáp ứng yêu cầu

• Tùy thuộc loại hình công nghiệp

• Điểm tiếp nhận nước thải sau xử lý

• gồm các thiết bị và công trình làm nhiệm vụ

• Bảo vệ máy bơm

• Loại bỏ cặn nặng (cát) vật nổi (dầu mỡ, bọt)

• Quá trình lắng loại bỏ cặn lơ lửng (chủ yếu)

• Nhiều loại thiết bị lắng

• Tùy theo thiết kế, nguyên tắc vận hành và điều kiện áp dụng

48

• Bể tự hoại (Septic tank)

• Bể lắng hai vỏ (Imhoff tank)

• Bể lắng ngang

• Bể lắng đứng

www.wiki.sanitarc.si

• Phân hủy sinh học các chất hữu cơ

• Chuyển thành các chất vô cơ và hữu cơ ổn định

• Hình thành bông cặn để loại bỏ

• Các công trình và thiết bị chia thành 4 nhóm

• Công đoạn sau xử lý bậc hai

• Cặn xử lý sơ bộ và bậc hai

• Nhiều nước (độ ẩm 99%)

• Cặn hữu cơ còn khả năng thối rữa

• Phải áp dụng một số biện pháp để xử lý tiếp

• Ổn định cặn (không còn khả năng thối rữa)

• Loại nước để giảm trọng lượng và khối tích

• Sử dụng hai hoặc nhiều thiết bị để xử lý

52

• Sân phơi bùn làm khô cặn

• Thiết bị lọc chân không, máy nén li tâm, máy lọc

ép trên băng tải

• Đốt cặn trong lò thiêu

• Tiếp sau xử lý bậc 2

• Nâng cao chất lượng của nước thải

• Tái sử dụng hoặc xả vào nguồn tiếp nhận có yêu cầu cao

• Nước thải không thay đổi T/C hóa học và sinh học

• Nâng cao chất lượng và hiệu quả xử lý tiếp theo

• Lưới chắn các vật cứng, vật nổi có kích thước lớn đi vào máy bơm

• Quá trình hóa chất và bể phản ứng

• Nâng cao chất lượng nước thải đáp ứng hiệu quả

xử lý của các công đoạn sau

• Dùng axit hay vôi để điều chỉnh pH

• Than hoạt tính, clo, ozon để khử các chất hữu cơ khó oxy hóa, khử mầu, mùi, khử trùng…

• Trao đổi ion để khử kim loại nặng v.v

56

• Dùng vi sinh (chủ yếu là vi khuẩn) để phân hủy các hợp chất hữu cơ

• Chuyển các chất có khả năng phân hủy thành các chất ổn định

• Sản phẩm cuối cùng: cacbonic, nước và các chất

vô cơ khác

• Hai loại

• xử lý hiếu khí

• xử lý yếm khí

58

cokhimoitruong.com.vn

60

cokhimoitruong.com.vn

amazonaws.com

62

moitruong.com.vn

64

moitruongxuyenviet.com

66

Hóa mỹ phẩm

72

74

76

78

80

• Thông số vật lý, hóa học, sinh học

• Đặc điểm các loại nước thải

• Chất lượng các loại nước thải: sinh hoạt,…

• Lưu lượng các loại nước thải

• Các yêu cầu đối với nước thải sau xử lý

• Tổng quan các dây chuyền XLNT cơ bản

• Qui trình: Xử lý cơ học, hóa học, sinh học

• Qui trình: Tiền xử lý, xử lý sơ bộ, bậc 2, bậc 3

• Một số dây chuyền xử lý đang được áp dụng

82

• Máng Parshall

• Thiết bị từ trường

84

• Do Ralph.L Parshall đề xuất

• Tạo dòng siêu tới hạn thông qua họng máng

• Điểm chính

• Họng máng được co hẹp lại

• Tạo ra mối quan hệ tương quan giữa cao độ và lưu lượng dòng

• Máng đo có đầu vào hội tụ, đáy ngang

• Phần cổ ngắn đáy dốc xuống với độ dốc 3:8

• Đầu ra phân kỳ đáy chếch lên với độ dốc 1:6

• Dòng chảy trong máng Parshall được tạo thành 2 trạng thái

• Trạng thái đầu tiên là trạng thái dòng chảy tự do

• Xảy ra ở nơi chiều sâu nước không đủ để làm giảm lưu lượng

• Chiều cao tại vị trí đo dòng thượng lưu là thông

số cần thiết

• Xác định lưu lượng xả thông qua bảng tra

• Trạng thái này là hiện tượng nhảy thủy lực hay còn gọi là “sóng đứng” của dòng hạ lưu

88

• Dòng chảy trong máng Parshall được tạo thành 2 trạng thái

• Trạng thái dòng chảy thứ hai là dòng chảy ngập

• Xảy ra khi độ sâu dòng hạ lưu đủ cao để làm giảm lưu lượng

• Khi lưu lượng tăng lên cao hơn giá trị tới hạn

• Sức chống của dòng nước tại hạ lưu đủ mạnh

• Làm giảm vận tốc dòng chảy và tăng chiều sâu dòng chảy

• Máng hoạt động trong điều kiện ngập nước

• Sử dụng bảng lưu lượng ngập nước để tính toán

• Phương trình lưu lượng của dòng chảy tự do

𝑄 = 𝐶 𝐻𝑎𝑛

• Q = lưu lượng dòng chảy (m3/h)

• Ha = chiều sâu lớp nước ở điểm a (m)

• C và n = hệ số xác định từ các giản đồ

92

• Vị trí lắp đặt

• Đoạn kênh thẳng phía thượng lưu

• Phải duy trì tối thiểu 10 lần độ rộng của đoạn thắt

• Vị trí đổi hướng dòng chảy

• Hạ lưu phải đủ xa để dòng xoáy ngược không chạm vào máng

94

• Ứng dụng định luật Faraday

• Khi một dây dẫn điện đi qua một trường điện từ

• Một lực điện hoặc điện áp được tạo ra tỷ lệ thuận với vận tốc của dây dẫn

• Điện áp tạo ra vuông góc với cả hướng chuyển động và từ trường

96

E  () (B) (Lcon)

• E: điện thế tạo ra (V)

• B : trường điện từ (Wb - weber)

• Thực tế chất lỏng trong ống xem như là dây dẫn

• Trường điện từ được tạo ra bằng các cuộn dây xung quanh ống

• Điện áp cảm ứng đo bằng điện cực đặt ở hai bên đường ống

• Nếu đường ống là dây dẫn, điện cực không cần xuyên qua thành ống

• Tín hiệu đầu ra phải được hiệu chuẩn để chuyển đổi sang lưu lượng

98

• Ưu điểm:

• Có thể đặt ở ống đẩy của bơm ly tâm

• Cho phép vật thể di chuyển trong ống

• Nhược điểm

• Phụ thuộc vào độ dẫn của nước thải

• Giá trị đo có sự biến động lớn tùy thuộc vào loại nước thải

• Hiệu chuẩn thiết bị

100

• Trên đường tập trung nước chảy vào hầm bơm

với hướng dòng chảy

không rỉ)

• Đáy dốc về phía song chắn

102

nhật

• Dễ dàng trượt dọc theo 2 khe ở thành mương

• vận tốc nước qua song

• vmax < 1 m/s (ứng với Qmax)

• Thường 0,4 m/s ≤ v ≤ 0,9 m/s

hoặc bán tự động

• Ở trên hoặc bên cạnh mương phải bố trí sàn thao tác đủ chỗ để thùng rác và đường vận chuyển

104

• Vận tốc qua lưới vmax < 0,6 m/s

• Khe rộng của mắt lưới 10 - 20 mm

106

108

Giá trị C thường là 0,6

• không làm tắc ống và hại cho máy bơm

• Thay song chắn và lưới chắn

• Gây khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo

tinh, kim loại v.v

• Bảo vệ các thiết bị cơ

khí dễ bị mài mòn

• Giảm cặn nặng cho

công đoạn xử lý sau

• Bể có dòng chảy ngang trong mương tiết diện hình chữ nhật

• Bể có dòng chảy dọc theo máng tiết diện hình chữ nhật đặt theo chu vi của bể tròn

• Bể lắng cát sục khí

• Bể lắng cát có dòng chảy xoáy

• Bể lắng cát ly tâm

112

• Đặc tính của cát lắng từ nước thải dao động rất lớn

• Cặn làm ráo nước tương đối dễ

• Sau khi làm khô thường có độ ẩm từ 13 - 65%

• Cặn hữu cơ bay hơi (VOC) chiếm từ 1 - 56%

• Tỷ trọng đổ đống khoảng 1,6

• Cát trơ đã làm sạch 2,7

• Khi bị các chất hữu cơ dính bám 1,3

• Cỡ hạt thường > 0,2 mm

• Phân bố cỡ hạt phụ thuộc vào cống thu gom

• Phần lớn cát lắng trong các hố thăm và trong bể lắng

• Số lượng dao động tùy thuộc

• Điều kiện địa phương

• Tình trạng vệ sinh mặt phố

• Cơ cấu thu gom và vận chuyển nước thải

• Thu gom và vận chuyển bằng hệ cống chung lớn hơn cống riêng

• Số lượng từ 0,0037 đến 0,22m3 cát trong 1000m3

• Vì có nhiều thông số liên quan đến chất lượng và

số lượng nên phải có những nghiên cứu tiếp theo

và cụ thể trên diện rộng

114

>50% cặn hữu cơ có khả năng thối rữa

• Để lâu không được xử lý sẽ gây mùi hôi thối

• Dòng nước chuyển động dọc chiều dài bể

• Mặt bằng bể hình chữ nhật

• Tính toán từ đường kính của hạt muốn giữ lại

• Tốc độ lắng của các hạt cát trong nước thải

• Là độ lớn thủy lực của hạt hay

• Tải trọng bề mặt của bể lắng cát trong nước thải

đô thị ở 150C

• Diện tích mặt nước của bể lắng cát

118

Đường kính hạt cát (mm) 0.1 0,12 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5 Tải trọng bề mặt hay độ lớn thủy

lực u0 (mm/s) của hạt 5,12 7,37 11,5 18,7 24,2 28,3 34,5 40,7 51,6

Q: Lưu lượng nước thải lớn nhất (m 3 /s)

Uo: Độ lớn thủy lực của hạt cần giữ (m/s)

• Chiều cao phần công tác chọn theo tỷ lệ chiều dài và chiều cao

• Có thể đến 90 giây (thường 60 giây)

• Nếu chọn hạt bé hơn, nhiều cặn hữu cơ lắng

• Bùn cặn bị thốỉ rữa khó xử lý

• Vận tốc dòng v = 0,15 - 0,2 m/s tối đa 0,3 m/s

• Cuối bể xây dựng cửa tràn kiểu máng đo

• Chiều rộng cửa tràn thu hẹp từ B xuống b

• Chiều sâu tính toán Hn = 0,25 - 1m

120

• Đáy cửa tràn có độ chênh với đáy bể lắng cát P

• m : Hệ số lưu lượng của cửa tràn phụ thuộc vào góc tới chọn theo bảng (4-2) tr 35

Qmin

• Phần chứa cát của bể đặt dưới vùng công tác

• Bể hình chữ nhật

• Dọc một phía tường đặt hệ thống ống sục khí

• Đầu sục cách đáy 45 - 60cm

• Dưới dàn ống sục khí là máng thu cát

• Độ dốc đáy i = 0,2 - 0,4 về phía máng thu

• Tổng chiều sâu của bể H = 0,2 - 3,5 m

• Tốc độ

• xoay quanh mặt cắt ngang bể 0,25 - 0,3 m/s

• thẳng theo trục dọc của bể v = 0,08 - 0,12 m/s