Thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao Tiến Hùng

Thường sử dụng các chất oxyhoá như: clo khí và lỏng, NaOCl, KMnO, CaClO2, H2O2, Ozon… 3.2.2.3 Khử trùng nước thải Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêudi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Nguồn gốc mọi sự biến đổi về môi trường sống đang xảy ra hiện nay trênthế giới cũng như ở nước ta là các hoạt động kinh tế, phát triển của xã hội loàingười Các hoạt động này một mặt làm cải thiện chất lượng cuộc sống của conngười, mặt khác lại đang tạo ra hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài nguyênthiên nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái môi trường khắp mọi nơi trên thế giới Vìvậy, bảo vệ môi trường trở thành vấn đề toàn cầu, là quốc sách của hầu hết cácnước trên thế giới

Việt Nam đang trong giai đoạn thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoáđất nước Là một nước có tiềm lực phát triển mạnh về nông nghiệp, đây là thếmạnh giúp phát triển kinh tế ngày một đi lên Không chỉ nền nông nghiệp chủyếu bằng thủ công mà ngày nay việc phát triển các khu nông nghiệp ứng dụngcông nghệ cao đang là xu hướng phát triển chung của xã hội Không chỉ mang lạihiệu quả kinh tế cao mà tận dụng triệt để nguồn tài nguyên có sẵn đồng thời đảmbảo quá trình sản xuất thân thiện với môi trường Tuy nhiên, ngành này cũng tạo

ra một lượng lớn chất thải rắn, khí, lỏng… là một trong những nguyên nhân gây

ra ô nhiễm môi trường chung của quốc gia

Do đặc điểm công nghệ của ngành, hoạt động chăn nuôi, giết mổ đã sửdụng một lượng nước khá lớn trong quá trình sản xuất Vì vậy, ngành đã thải ramột lượng nước khá lớn cùng với các chất thải rắn, khí thải Đây cũng đang làmối quan tâm hàng đầu của các nhà quản lý môi trường Nước bị nhiễm bẩn sẽảnh hưởng đến con người và sự sống của các loài thuỷ sinh cũng như các loàiđộng thực vật sống gần đó Vì vậy, việc nghiên cứu xử lý nước thải ngành chănnuôi, giết mổ cũng như các ngành công nghiệp khác là một yêu cầu cấp thiết đặt

ra không chỉ đối với những nhà làm công tác bảo vệ môi trường mà còn cho tất

cả mọi người chúng ta

1.2 Mục đích nghiên cứu

Dựa trên những thông số của nước thải đầu vào, nghiên cứu thiết kế hệthống xử lý nước thải mới trước khi xây dựng Khu nông nghiệp ứng dụng côngnghệ cao Tiến Hùng, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải nước thải ra môi trường theoQCVN 24–2008/BTNMT – Cột A

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Tiềm hiểu về hoạt động của khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ caoTiến Hùng: thu thập tài liệu, số liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sảnxuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải trong ngànhchăn nuôi, giết mổ

 Xác định đặc tính nước thải: lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải,khả năng gây ô nhiễm, nguồn xã thải

 Lựa chọn thiết kế công nghệ và xây dựng kế hoạch quản lý vận hành côngtrình xử lý nước thải

1.4 Phương pháp nghiên cứu

 Tổng hợp, phân tích những tài liệu, số liệu thu thập được

 Đề xuất công nghệ xử lý

 Tính toán các công trình đơn vị

 Dùng phần mềm AutoCad đề mô tả kiến trúc công nghệ xử lí nước thải

 Tính toán kinh tế

 Phân tích khả thi

1.5 Kết quả đạt được của đề tài

 Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết đượcvấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải Khu nông nghiệp

 Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho người dân cũng như Banquản lý Khu nông nghiệp

 Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanhnghiệp, sinh viên tham quan, học tập

1.6 Kết cấu của khóa luận tốt nghiệp

 Chương 1: Mở đầu

 Chương 2: Tổng quan về khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao TiếnHùng

 Chương 3: Tổng quan về các phương pháp xử lí nước thải

 Chương 4: Nội dung thiết kế công nghệ – thiết bị trạm xử lí nước thải

 Chương5: Tính toán – thiết kế các công trình

 Chương 6 Dự toán giá thành – chi phí xử lí nước thải

 Chương 7: Kết luận – kiến nghị

2.1 Giới thiệu chung về dự án KNNUDCNC Tiến Hùng

2.1.1 Mô tả tóm tắt dự án

2.1.1.1 Tên dự án

Đầu tư xây dựng khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao – Tiến Hùng,quy mô 875 165 m2

Địa điểm thực hiện dự án: xã Hiếu Liêm, huyện Tân Uyên, tỉnh BìnhDương

2.1.1.2 Chủ đầu tư dự án

Công ty TNHH thương mại – sản xuất Tiến Hùng

Địa chỉ trụ sở chính: 150 – 152 Ngô Quyền, phường 5, quận 10, Tp HồChí Minh

Đại diện: Ông Lê Việt Hùng

Chức vụ: Tổng Giám Đốc

Giấy chứng nhận đăng kí kinh doanh công ty trách nhiệm hữu hạn có haithành viên trở lên số 052887 do phòng đăng kí kinh doanh thuộc Sở kế hoạchđầu tư Thành phố Hồ Chí Minh chứng nhận đăng kí lần đầu ngày 12/03/1994 vàđăng kí thay đổi lần thứ 20 ngày 09/07/2009

2.1.1.3 Vị trí địa lí và hiện trạng của dự án

 Vị trí địa lí

Dự án “ Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao – Tiến Hùng” quy mô

875 165 m2, Công ty TNHH TM – SX Tiến Hùng được xây dựng tại Ấp CâyDừng, xã Hiếu Liêm, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương

Tổng diện tích khu đất thực hiện dự án là 902 637 m2 trong đó diện tíchquy hoạch của dự án là 875 165 m2, diện tích đất hành lang bảo vệ đường bộ nằmngoài dự án là 27 472 m2

 Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật

Giao thông

Giao thông của khu vực này có tuyến đường chính của tỉnh là đường ĐT

746 và tuyến đường ĐH 415

Cấp nước

Hiện tại chưa có hệ thống cấp nước cho khu vực quy hoạch vì vậy hoạtđộng của dự án sẽ sử dụng nguồn nước ngầm Kết quả khảo sát cho thấy tầng 3(70m – 90m) cho lượng nước rất tốt phục vụ cho nông nghiệp và đáp ứng việclập giếng khoan với lưu lượng trên 30m3/h/giếng

Thoát nước thải

Hiện nay có 1 ống thoát nước cơ bản tại phía Đông của dự án đã có tuyếnthoát nước dài khoảng 800m, thoát nước dẫn ra suối Cầu và chưa có thiết kệ hệthống thoát nước thải riêng Nước thải một số hộ dân khu vực lân cận đều do tựthấm Tuy nhiên, nước thải của dự án sẽ được thiết kế hệ thống xử lí, sau đó xinphép nối đấu vào hệ thống thoát nước của khu vực cho thoát ra suối Cầu và cuốicùng chảy ra sông Bé

Hiện trạng môi trường

Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao – Tiến Hùng có địa hình tươngđối bằng phẳng Đất hiện tại chủ yếu là trồng hoa màu và cây cao su Vì thế màrất thuận lợi cho việc xây dựng khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao

Không có đền chùa cũng như các di tích lịch sử văn hoá tại khu vực của

dự án

Không có quy hoạch khai thác khoáng sản trong khu vực của dự án

Không có các loài động thực vật quý hiếm trong khu vực dự án

Hiện trạng khu đất dự án đính kèm phụ lục

2 1.1.4 Nội dung chủ yếu của dự án

 Mục tiêu đầu tư

Nhằm xây dựng một khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao có hệthống hạ tầng đồng bộ hoàn chỉnh

Khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao – Tiến Hùng có các chức năng

Khu điều hành nghiên cứu ứng dụng thực nghiệm, phục vụ nghiên cứutrong kinh doanh, khu chăn nuôi gà; khu chăn nuôi heo; khu chế biến gia súc giacầm tập trung; khu trồng cây nguyên liệu và cây xanh,…

 Vốn đầu tư

Tổng mức vốn đầu tư cho dự án là 228 438 793 150 VND

 Quy hoạch mặt bằng tổng thể khu nông nghiệp

(m 2 )

Tỉ lệ (%)

1 Khu điều hành nghiên cứu ứng dụng thực nghiệm 55 073.74 6.29

2

Khu chăn; giết mổ; chế biến; trồng cây; nguyên

Khu giết mổ gia súc gia cầm 56 112.85 6.41

Khu trồng cây nguyên liệu 65 353.43 7.47

3 Đất hạ tầng kĩ thuật ( dùng để xử lí chất thải) 56 112.85 1.69

Bảng 2.1: Cơ cấu sử dụng đất của các khu chức năng

 Quy trình sản xuất trong khu nông nghiệp

Quy trình sản xuất nông nghiệp của khu nông nghiệp ứng dụng công nghệcao Tiến Hùng

Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất của khu nông nghiệp

Khu trồng cây nguyên liệu: khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao

Tiến Hùng sẽ bố trí khu vực trồng cây ứng dụng công nghệ cao khoảng 6.5 ha đểtrồng thử nghiệm và trình diễn các loại cây nguyên liệu làm thức ăn cho gia súc,gia cầm Nguyên liệu này sẽ được qua sơ chế, chế biến thành thức ăn chăn nuôiphục vụ cho hoạt động chăn nuôi của dự án

Khu chăn nuôi gà: công ty Tiến Hùng sẽ hợp tác và nhận chuyển giao

công nghệ chăn nuôi tiến tiến từ công ty đối tác Đài Loan Dự kiến bố trí 32.2 ha

để chăn nuôi gà giống, gà lấy thịt và gà trứng Sản phẩm cung ứng ra thị trườnggồm: gà giống, gà lấy thịt và gà trứng.

Ngoài ra dự án bố trí 16.5 ha để làm khu chăn nuôi heo theo một quy

trình khép kín từ việc chọn lọc và nuôi dưỡng heo giống, cho sinh sản heo con,phát triển heo thương phẩm, đồng thời tái chọn lọc heo giống Sản phẩm sẽ cungứng thị trường gồm: heo con giống, heo thịt thương phẩm, thịt heo đã qua sơ chế

Khu giết mổ, khu chế biến: dự án bố trí 5.6 ha để xây dựng làm khu tập

trung chuyên giết mổ, phân loại, đóng gói và bảo quản thịt heo và thịt gà theodây chuyền công nghệ hiện đại nhập từ EU, có cải tiến phù hợp già thành vật tưcủa Việt Nam, tự động xử lí từ khâu giết mổ, làm sạch lông đến bộ đồ lòng vàcho ra thịt sạch của gà và heo Nguồn nguyên liệu cho khu giết mổ chế biến đượccung cấp từ chính khu chăn nuôi của dự án và một phần từ các đối tác bên ngoài

Khu hạ tầng kĩ thuật ( để xử lí nước thải) tổng diện tích khoảng 14 792.42

m2 được bố trí tại tứng khu chức năng để đảm bảo an toàn vệ sinh và bảo vệ môitrường, phòng chống dịch bệnh Nước thải sau khi xử lí đạt tiêu chuẩn B tại mỗikhu sẽ theo hệ thống cống dẫn tới khu vực xử lí tập trung để đạt tiêu chuẩn Atrước khi thải ra ngoài

2.2 Điều kiện tự nhiên của huyện Tân Uyên

2.2.1 Điều kiện về địa lí và địa chất

2.2.1.1 Vị trí địa lí

Xã Hiếu Liêm có diện tích tự nhiên là 4 538 ha và 2 390 nhân khẩu Địagiới hành chính xã Hiếu Liêm như sau:

 Phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai

 Phía tây giáp các xã Tân Thành, Đất Cuốc, Lạc An

 Phía nam giáp xã Lạc An và tỉnh Đồng Nai

 Phía Bắc giáp xã Tân Định và tỉnh Đồng Nai

2.2.1.2 Địa hình

Khu vực quy hoạch thuộc huyện Tân Uyên có địa hình tương đối cao

2.2.2 Địa chất

Địa chất tại khu vực nói chung thuộc loại trung bình với sức chịu tải từ 1.1đến 1.5 kg/cm2, rất thuận lợi cho việc xây dựng công trình

2.2.3 Hiện trạng môi trường nước

 Hiện trạng môi trường nước mặt Suối Cầu ( nguồn tiếp nhận nước thải)

Bảng 2.2: Kết quả phân tích chất lượng nước mặt của Suối Cầu

 Hiện trang chât lượng nước ngầm

 Theo kết quả khảo sát tại khu vực cho thấy có 3 tầng nước chứanước ở các độ sâu 10 – 30m, 60 – 65m, 70 – 90m

ST

QCVN 08:2008/BTNMT cột A

11 Coliform MNP/100ml KPH 3

(Trung tâm tư vấn công nghệ môi trường và an toàn vệ sinh lao động Trung tâm COSHET)

Bảng 2.3: Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm

2.3 Điều kiện kinh tế xã hội

Xã Hiếu Liêm huyện Tân Uyên được thành lập theo nghị định90/2004/NĐ-CP của chính phủ ngày 17/11/2004 về điều chỉnh địa giới hànhchính, thành lập xã thuộc các huyện Tân Uyên, Dầu Tiếng, Phú Giáo tỉnh BìnhDương

Xã Hiếu Liêm hiện có 4 538 ha diện tích đất tự nhiên và 2 390 nhân khẩutrên cơ sở tách 2 311 ha diện tích đất tự nhiên và 1 113 nhân khẩu của xã An Lạc,

2 227 ha diện tích đất tự nhiên và 1 277 nhân khẩu của xã Tân Định

2.3.1 Hiện trạng phát triển kinh tế

 Sản xuất nông lâm nghiệp

Tổng diện tích đất tự nhiên của toàn xã là 4 560.26 ha Trong đó, đất sảnxuất nông, lâm nghiệp là 4 109.25 ha Bao gồm, đất trồng cây hàng năm 92.75

ha, đất trồng cây lâu năm là 3817.5 ha, đất trồng rừng 193 ha, đất nuôi trồng thuỷsản 6 ha

 Sản xuất nông nghiệp

Tổng diện tích gieo trồng mới là 197.5 ha đạt 53.4%

Trong đó tổng diện tích khoai mì là 89 ha, diện tích cây mía là 87 ha, diệntích cây cao su là 21.5 ha

 Về chăn nuôi – thú y

Tổng đàn gia súc hiện nay có 5 903 con trong đó trâu, bò, dê là 263 con,heo là 5648 con, tổng đàn gia cầm 10 186 con, trong đó gà 9 359 con, đàn vịt 827con

 Về thương mại dịch vụ

Hiện nay trên toàn xã có 50 cơ sở sản xuất kinh doanh cá thể, chủ yếu hoạtđộng trên các lĩnh vực buôn bán lương thực, thực phẩm, bán hàng ăn uống, nướcgiải khát và hàng tiêu dùng.

 Về công nghiệp

Hiện nay trên địa bàn xã có 3 doanh nghiệp, bao gồm Công ty sản xuấtnhập khẩu tinh bột khoai mì Bình Dương, nhà máy chế biến mủ cao su TânThành và doanh nghiệm tư nhận Kim Trung chuyên mua bán phân bón, thuốcbảo vệ thực vật

2.3.2 Kết cấu hạ tầng

2.3.1.1 Giao thông

Giao thông khu vực này chưa đầu tư đồng bộ, ngoài hai trục đường chínhdẫn vào khu công nghiệp là đường ĐT 746 và đường ĐH 415 Còn lại là nhữngđường quanh co nằm trong khhu đất quy hoạch

2.3.1.2 Cấp nước

Hiện nay chưa có mạng lưới cấp nước khu vực, nước dùng cho sinh hoạt

và sản xuất đều là khai thác nước ngầm bằng các giếng đào và giếng khoan

2.3.1.3 Thoát nước

Chưa xây dựng hoàn thiện hệ thống thoát nước chung Nước mưa của khuvực chủ yếu là tự thấm và chảy tràn

2.3.1.4 Hiện trạng cấp điện

Hiện tại có đường điện 22 KV đi ngang qua khu vực dự án

2.3.3 Văn hoá – xã hội

2.3.3.1 Y tế

 Tổ chức khám và chữa bệnh đạt 53%

 Công tác tiêm chủng cho trẻ dưới 1 tuổi đạt 100%

 Tỉ lệ trẻ suy dinh dưỡng chiếm 9.6%, giảm 1.03% so với cùng kỳ

2.3.3.2 Giáo dục

Tổ chức phổ cập giáo dục đạt 100% về hoàn thành tốt nghiệp tiểu học

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.1 Thành phần và tính chất nước thải

Nước thải theo đường ống dẫn từ các khu chức năng bao gồm các trạichăn nuôi gà, heo và các khu giết mổ được dẫn về trạm xử lí nước thải tập trung

3.1.1 Nước thải chăn nuôi

 Các chất hữu cơ và vô cơ

Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 – 80% gồmcellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng cótrong phân, thức ăn thừa Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy Các chất vơ cơchiếm 20 – 30% gồm cát, đất, muối, urê, ammonium, muối chlorua, SO42-,…

 N và P

Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên trongnước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao Hàm lượng N –tổng trong nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/l, photpho từ 39 – 94 mg/l

 Vi sinh vật gây bệnh

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giunsán gây bệnh

 Phân và nước tiểu gia súc

Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vàogiống, loài, tuổi, khẩu phần thức ăn, trọng lượng gia súc Lượng phân và nướctiểu các loài gia súc thải ra trong ngày đêm được trình bày ở bảng sau

Loại gia súc, gia cầm Lượng phân (kg/ngày) Lượng nước tiểu (kg/ngày)

Bảng 3.1: Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày

Phân heo được xếp vào loại phân lỏng, hàm lượng nước chiếm 56 – 83%,phần còn lại là chất khô gồm các chất hữu cơ, hợp chất NPK dưới dạng chất vô

Bảng 3.2: Thành phần hóa học của phân heo

Về mặt hóa học, các chất trong phân chuồng có thể chia làm hai nhóm: Hợp chất chứa nitơ ở dạng hoà tan và không hoà tan

Hợp chất không chứa nitơ bao gồm hydratcarbon, lignin, lipid…

Tỷ lệ C/N có vai trò quyết định đối với quá trình phân giải và tốc độ phângiải các hợp chất hữu cơ trong phân chuồng

Nước tiểu của heo có thành phần chủ yếu là nước, ngoài ra còn có hàmlượng nitơ và urê khá cao dùng để bổ sung đạm cho đất và cây trồng (bảng 2.5)

(Trương Thanh Cảnh và ctv – 1998)

Bảng 3.3: Thành phần hóa học của nước tiểu heo (70 – 100 kg)

Nước thải với thành phần khác phức tạp như trên, đòi hỏi phải áp dụngnhiều phương pháp để loại bỏ hết các chất ô nhiễm Đặc tính chung của nước thảichăn nuôi là thành phần chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học rất cao, do đó trongphương án xử lý cần thiết phải có công trình xử lý sinh học

3.1.2 Nước thải giết mổ

3.1.2.1 Thành phần tính chất nước thải

 Tính chất nước thải

Huyết được thu lại và sử dụng như sản phẩm phụ, các thành phần khácnhư phân, nước tiểu, lông, nước mổ sẽ đưa vào nước thải Vì vậy, nước thải củachế biến thịt chứa chất béo, màng nhầy, dầu mỡ, lông, máu, bụi bẩn với tải lượng

ô nhiễm cao

Nước thải của các cơ sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD và CODkhá cao và luôn luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chấtcủa cacbon, nito, photpho Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì của nướcđồng thời dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi hôi thối và làm ô nhiễmnguồn nước

 Thành phần nước thải

Gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có độ nhiễm cao hơn nhiều Chúng

có nồng độ dầu mỡ, acid béo cao Nước thải chứa nhiều protein, khi diamin hoá

sẽ tạo ra một lượng NH3 nên cần được nitrat hóa Ngoài ra, trong nước thải còn

có chứa chất tẩy rửa, lông… Do dễ phân huỷ sinh học nên nước thải từ hoạtđộng giết mổ dễ gây ô nhiễm nguồn nước, có mùi hôi và chứa vi khuẩn gây bệnh.Nước thải còn có nồng độ chất dinh dưỡng như N, P cao nên dễ gây phú dưỡnghóa nguồn nước

Viện Tài Nguyên Môi Trường

Bảng 3.4: Thành phần và tính chất của nước thải giết mổ

3.2 Các phương pháp xử lí nước thải

3.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất khônghoà tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải Những công trình xử

thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục… Song chắn rácđược chia làm 2 loại di động hoặc cố định, có thể thu gom rác bằng thủ cônghoặc cơ khí.

Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 90o theo hướng dòng chảy

lý tiếp theo Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi(ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn

Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học

Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắngnhư: bể lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng,

bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác

3.2.1.4 Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ(nước thải công ngiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ Đối với thải sinh hoạt khihàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờthiết bị gạt chất nổi

3.2.1.5 Lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách

dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp Quá trình phân riêng đượcthực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quátrình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước.

 Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nước thải vàgiảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học

có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả

xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 – 50% theo BOD

Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai

vỏ, bể lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa để phânhuỷ cặn lắng

3.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hoà,oxy hoá và khử Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên

là phương pháp đắt tiền Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử cácchất hoà tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi các phương phápnày được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như làmột phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

3.2.2.1 Trung Hòa

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH vềkhoảng 6.5 đến 8.5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ

xử lý tiếp theo

Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

_ Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

_ Bổ sung các tác nhân hoá học

_ Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà

_ Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nướcaxit Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độnước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của các tác nhân

hoá học Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành Lượngbùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại vàlượng các tác nhân sử dụng cho quá trình.

3.2.2.2 Oxy Hóa Khử

Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trongnước thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải Quá trình nàytiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉđược dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nướcthải không thể tách bằng những phương pháp khác Thường sử dụng các chất oxyhoá như: clo khí và lỏng, NaOCl, KMnO, Ca(ClO)2, H2O2, Ozon…

3.2.2.3 Khử trùng nước thải

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêudiệt Khi xử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank )

số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5% , trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn1-2% Nhưng để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khửtrùng Chlor hoá, Ozon hoá, điện phân, tia cực tím …

 Phương pháp phổ biến nhất hiện nay là phương pháp Chlor hoá

Chlor cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Lượng Chlorhoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thảisau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn Chlor phải được trộn đềuvới nước và để đảm bảo hiệu quả khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoáchất là 30 phút trước khi nước thải ra nguồn Hệ thống Chlor hoá nước thải Chlorhơi bao gồm thiết bị Chlorator, máng trộn và bể tiếp xúc Chlorato phục vụ chomục đích chuyển hóa Clor hơi thành dung dịch Chlor trước khi hoà trộn với nướcthải và được chia thành 2 nhóm : nhóm chân không và nhóm áp lực Clor hơiđược vận chuyển về trạm xử lý nước thải dưới dạng hơi nén trong banlon chịu

áp Trong trạm xử lý cần phải có kho cất giữ các banlon này Phương pháp dùngChlor hơi ít được dùng phổ biến

Áp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngđ Các côngtrình và thiết bị dùng trong dây chuyền này là các thùng hoà trộn, chuẩn bị dungdịch Clorua vôi, thiết bị định lượng máng trộn và bể tiếp xúc

Với Clorua vôi được hoà trộn sơ bộ tại thùng hoà trộn cho đến dung dịch

10 - 15% sau đó chuyển qua thùng dung dịch Bơm định lượng sẽ đưa dung dịchClorua vôi với liều lượng nhất định đi hoà trộn vào nước thải Trong các thùngtrộn dung dịch, Clorua vôi được khuấy trộn với nước cấp bằng các cánh khuấygắn với trục động cơ điện

 Phương pháp Ozon hoá

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoábằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng nước Phương phápOzon hoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỡ, H2S, các hợp chất Asen, thuốcnhuộm … Sau quá trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%.Ngoài ra, Ozon còn oxy hoá các hợp chất Nitơ, Photpho … Nhược điểm chínhcủa phương pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong

xử lý nước cấp

3.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là ápdụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó

để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khácdưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môitrường Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùngvới các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thảihoàn chỉnh

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là :keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …

3.2.3.1 Phương pháp keo tụ đông tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng khôngthể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những

hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằngphương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữacác hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng củachúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cầntrung hoà điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trunghoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trìnhtạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation).

Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau : hấp phụphân tử chất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ Sựdính lại các hạt keo do lực đẩy Vanderwalls Dưới tác động của chất keo tụ giữacác hạt keo tạo thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn rakhỏi nước

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chấtkeo tự nhiên là tinh bột , ete , xenlulozơ , dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạttính (xSiO2.yH2O)

Me3+ + 3HOH  Me(OH)3 + 3 H+

Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hoặc hỗn hợp củachúng Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giáthành, nồng độ tạp chất trong nước, pH

Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,Al(OH)2Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O Thường sunfat nhôm làmchất đông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5 , tan tốt trong nước, sử dụngdạng khô hoặc dạng dung dịch 50% và giá thành tương đối rẽ

Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ : Fe(SO3).2H2O ,Fe(SO4)3.3H2O , FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khôhay dung dịch 10 -15%

3.2.3.2 Tuyển nổi

Tuyển nổi là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bềmặt phân chia của hai pha : khí – nước và hình thành hỗn hợp “hạt rắn – bọt khí”nổi lên trên mặt nước và sau đó được loại bỏ đi Phương pháp tuyển nổi thườngđược sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tựlắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sửdụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản củaphương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạtnhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bềmặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ(thường là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khilực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bềmặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạtcao hơn trong chất lỏng ban đầu

3.2.3.3 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thảikhỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi

nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này khôngphân huỷ bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cầnkhử bị hấp phụ tốt và chi phí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việcứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như : than hoạt tính, các chấttổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ,mạt cưa …) Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chấthydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với cácphân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưhg chúng cần

có các tính chất xác định như : tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh vớicác chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phứctạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh.Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hoá bởi vìmột số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng bị oxy hoá và bị hoá nhựa Cácchất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp

3.2.3.4 Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion thường được ứng dụng để xử lý các kim loại nặng có trong nướcthải bằng cách cho nước thải chứa kim loại nặng đi qua cột nhựa trao đổi cation,khi đó các cation kim loại nặng được thay thế bằng các ion hydro của nhựa traođổi

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắntrao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chấtnày gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi làcationit ,những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion âm gọi

là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation

và anion gọi là các ionit lưỡng tính

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước cáckim loại như : Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn, v…v…, các hợp chất của Asen,photpho, Cyanua và các chất phóng xạ

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tựnhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có cáczeolit , kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau, v…v… vô cơtổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxyt khó tan vàhydroxyt của một số kim loại như nhôm , crôm , ziriconi, v…v… Các chất traođổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mangtính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn lànhững hợp chất cao phân tử

Khử kim loại nặng trong nước thải bằng phương pháp trao đổi ion cho tanước thải đầu ra có chất lượng rất cao Tuy nhiên, một số hợp chất hữu cơ trongnước thải có thể làm bẩn nhựa cũng như các vi sinh vật phát triển trên bề mặt hạtnhựa làm giảm hiệu quả của chúng Thêm vào đó, việc tái sinh nhựa thường tốnkém và chất thải đậm đặc từ quá trình tái sinh nhựa đòi hỏi phải có biện pháp xử

lý và thải bỏ hợp lý để không gây ô nhiễm môi trường

3.2.3.5 Các quá trình tách màng

Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các phakhác nhau Việc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của cáchợp chất đó qua màng Người ta dùng các kỹ thuật như : điện thẩm tích, thẩmthấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác

Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bánthẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc Màng lọc cho các phân tử dungmôi đi qua và giữ lại các chất hoà tan Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chổsiêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500

và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ như các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét …).Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liêu có khối lượngphân tử thấp và có áp suất cao

3.2.3.6 Phương pháp điện hoá

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trongnước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông

tụ điện và điện thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cựckhi cho dòng điện 1 chiều đi qua nước thải

Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nướcthải với sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dễ tự động hoá và không sử dụngtác chất hoá học

Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn

Việc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hànhgián đoạn hoặc liên tục

Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng 1 loạt các yếu

tố như mật độ dòng điện , điện áp , hệ số sử dụng hữu ích điện áp , hiệu suất theodòng , hiệu suất theo năng lượng

3.2.3.7 Phương pháp trích li

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu,axit hữu cơ, các ion kim loại … Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độchất thải lớn hơn 3-4 g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quátrình trích ly

Làm sạch nước thải bằng phương pháp trích ly bao gồm 3 giai đoạn :Giai đoạn thứ nhất : Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môihữu cơ ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành

2 pha lỏng Một pha là chất trích với chất được trích còn pha khác là nước thảivới chất trích

Giai đoạn thứ hai : Phân riêng hai pha lỏng nói trên

Giai đoạn thứ ba : Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ tạp chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọnđúng chất trích và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinhvật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụngcác hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo nănglượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng

tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quátrình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa.Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí ( với sự cómặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí ( không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn cácloại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương phápnày thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải

có hàm lượng chất hữu cơ cao

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

_ Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoàtan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh Tạo ra các bông cặn sinh họcgồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải

_ Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

3.2.4.1 Xử Lí Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học Trong Điều Kiện Tự Nhiên

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiênngười ta xử lí nước thải trong ao, hồ ( hồ sinh vật ) hay trên đất ( cánh đồng tưới,cánh đồng lọc…)

 Hồ Sinh Vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là

hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải,…xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học

Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ nhờcác loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làmsạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trìnhquang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại

tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chấthữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH vànhiệt độ tối ưu.

Nhiệt độ không được thấp hơn 60oC

Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồhiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

 Hồ Sinh Vật Hiếu Khí

Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy đượccung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoángcưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khíkhông lớn từ 0.5 – 1.5m

 Hồ Sinh Vật Tuỳ Tiện

Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớpnước có thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chấtbẩn hữu cơ Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóngvai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất

 Hồ Sinh Vật Yếm Khí

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵkhí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hang chụcphản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạpthành những chất đơn giản, dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lênđến 70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồnày chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùnglàm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc

 Cánh Đồng Tưới - Cánh Đồng Lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lýnước thải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánhsáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật,

sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải saukhi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệthống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn.

3.2.4.2 Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học Trong Điều Kiện Nhân Tạo

 Bể Lọc Sinh Học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vậtliệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phầnchính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đềulên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phốikhí cho bể lọc

Quá trình oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trêncánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng

và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắngđợt 2 Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định, oxy được cấp cho

bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệulọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa plastic, xỉ vòng gốm, đá granit…

Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá…đườngkính trung bình 20 – 30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0.5 – 1.5 m3/m3 vậtliệu lọc /ngđ) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1.5 – 2m Hiệu quả xử lý nước thảitheo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suấtdưới 1000 m3/ngđ

 Bể Lọc Sinh Học Cao Tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏgiọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng

10 – 20 m3 nước thải / 1m2 bề mặt bể /ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thảiquá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể đượcthiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngđ

 Bể Hiếu Khí Bùn Hoạt Tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào

bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxycho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, cácchất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản vàphát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các visinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn đểchuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới Sốlượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượngnước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do

đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2,bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong

bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùncặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ

và liên tục

 Quá Trình Xử Lí Sinh Học Kỵ Khí – Bể UASB

a Quá trình xử lí sinh học kị khí

Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ

có trong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí CH4 và CO2 (trường hợp nước thải không chứa NO3- và SO42-) Cơ chế của quá trình này đến nay vẫn chưa được biết đến một cách đầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quá trình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau:

VẬT CHẤT HƯU CƠ

PROTEINS HYDROCARBON LIPIDS

ACID AMIN / ĐƯỜNG ACID BÉO ACETATE / H2 CH4 / CO2

Thủy phân

Acid hóa

Acetic hóa

Methane hóa

Vi khuẩn lipolytic, proteolytic và cellulytic

Vi khuẩn lên men

Vi khuẩn tạo khí H2

Vi khuẩn methane hóa

Hình 3.1: Sơ đồ chuyển khối vật chất trong điều kiện kỵ khí

Ở 3 giai đoạn đầu, COD của dung dịch hầu như không thay đổi, nó chỉ

giảm trong giai đoạn methane hóa Sinh khối mới được tạo thành liên tục trong

tất cả các giai đoạn

Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời và

không có sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian Nếu có một sự thay đổi

bất ngờ nào đó xảy ra, các giai đoạn có thể mất cân bằng Pha methane hóa rất

nhạy cảm với sự thay đổi của pH hay nồng độ acid béo cao Do đó, khi vận hành

hệ thống, cần chú ý phòng ngừa những thay đổi bất ngờ, cả pH lẫn sự quá tải

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí

Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý kỵ khí, phải duy trì được trạng

thái cân bằng động của quá trình theo 4 pha đã nêu trên Muốn vậy trong bể xử lý

phải đảm bảo các yếu tố sau:

 Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình, cần duy trì trong

khoảng 30÷350C Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 350C

Pha methane hóa và acid hóa lipid đều bị ức chế khi độ mặn vượt quá 0,2

M NaCl Sự thủy phân protein trong cá cũng bị ức chế ở mức 20 g/l NaCl

 Lipid

Đây là các hợp chất rất khó bị phân hủy bởi vi sinh vật Nó tạo màng trênVSV làm giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong Ngoài ra còn kéo bùn nổi lên

bề mặt, giảm hiệu quả của quá trình chuyển đổi methane

Đối với LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l

 Kim loại nặng

Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…) rất độc, đặc biệt là khi chúng tồn tại

ở dạng hòa tan IC50 = 10÷75 mg Cu2+ tan/l Trong hệ thống xử lý kỵ khí, kimloại nặng thường được loại bỏ nhờ kết tủa cùng với carbonate và sulfide

Ngoài ra cần đảm bảo không chứa các hóa chất độc, không có hàm lượngquá mức các hợp chất hữu cơ khác

b Bể UASB

Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều

ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và

các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó Các bọt khí metan và cacbonic nổi lêntrên được thu bằng các chụp khí để dẩn ra khỏi bể.

Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Pha lỏngđược dẩn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn Sự tạo thành vàduy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bể UASB

 Bể Sinh Học Theo Mẻ SBR (Sequence Batch Reactor)

Bản chất quá trình xử lý sinh học từng mẻ

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng

và tạo các điều kiện cần thiết như môi trường thiếu khí (không có oxy, chỉ có

NO3-), kị khí (không có oxy), hiếu khí (có oxi, NO3-) để cho vi sinh tăng sinhkhối, hấp thụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải

Chất thải hữu cơ (C, N, P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối visinh và khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã táchchất ô nhiễm, chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nước thải mới

Quy trình hoạt động của hệ thống xử lý sinh học từng mẻ đơn giản, baogồm các chuỗi chu kỳ như sau:

 Nạp nước thải vào bể phản ứng

 Vừa nạp vừa tạo môi trường thiếu khí hay kị khí

 Vừa nạp vừa tạo điều kiện cho vi sinh xử lý chất thải hữu cơ

 Xử lý tách loại chất ô nhiễm hữu cơ, nitơ, photpho bằng vi sinh

 Để lắng, tách lớp bùn

 Gạn lấy nước sạch đã xử lý

 Lập lại chu kỳ mới

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ có những đặc trưng cơ bản sau đây

 Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lý cơ bản theo quy trình

(5) Lắng

(3) Anaerobic (khuấy)+O2

(4) Anoxic tắt O2+khuấy

(6) Tách nước

a Giai đoạn làm đầy

b Giai đoạn phản ứng oxy hóa sinh hóa

c Giai đoạn lắng

d Dẫn nước sau xử lý ra, lấy bớt bùn và để lại 25%

Các quá trình hoạt động chính trong bể sinh học từng mẻ gồm :

- Quá trình sinh học hiếu khí dùng để khử BOD: bởi sự tăng sinh khối củaquần thể vi sinh vật hiếu khí được tăng cường bởi khuấy trộn và cung cấp oxy,tạo điều kiện phản ứng ở giai đoạn (b)

- Quá trình sinh học hiếu khí, kị khí dùng để khử BOD cacbon, kết hợpkhử nitơ, photpho: bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí, kị khí.Tăng cường khuấy trộn cho quá trình kị khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quátrình hiếu khí, khuấy trộn cho quá trình hiếu khí, tạo điều kiện phản ứng cho giaiđoạn (b)

Giai đoạn ( b)

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình phản ứng trong sinh học từng mẻ có kết hợp khử N,

P

- Xảy ra quá trình nitrat hóa và oxy hóa chất hữu cơ

- Xảy ra quá trình khử nitrat

Đây là quá trình tổng hợp có hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và cácchất hữu cơ hòa tan N, P Trong quá trình khử N có thể tăng cường nguồn cacbonbên ngoài bằng Metanol ở giai đoạn 4

Các quá trình sinh học trên diễn ra trong bể với sự tham gia của các visinh vật trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ, đặc biệt là có sự tham gia của haichủng loại Nitrosomonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hóa và khử nitratkết hợp

 Bể Khí Sinh Học (Bể Tự Hoại)

Đây là loại bể rất thích hợp và đang được sử dụng rộng rãi để xử lý nướcthải chăn nuôi heo ở các vùng nông thôn Việt Nam và một số nước trên thế giới

vì nó có rất nhiều ưu điểm:

Kích thước bể metan có thể thay đổi tùy trường hợp: có kích thước nhỏ ở

hộ gia đình hay kích thước lớn ở các trại chăn nuôi heo công nghiệp

Khí metan sinh ra được coi là nguồn năng lượng quan trọng: nó có thểthay thế than, kể cả nhu cầu điện khí hóa ở các vùng nông thôn

Sử dụng các chất thải và các phụ phẩm trong nông nghiệp (rơm, rạ, ).Phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, ổn định, các hợpchất chứa nitơ, phospho, kali là những chất có thể tái sử dụng ngay làm phân bóntrong trồng trọt

Giảm khoảng 90% kí sinh trùng và các vi sinh vật gây bệnh cho người, giasúc nhờ thời gian lưu trữ lâu

Giúp khử mùi khó chịu của chất thải

Tuy nhiên bể tự hoại vẫn còn một số nhược điểm: tuổi thọ của bể ngắn,hiệu quả xử lý BOD thấp, phần cặn còn chứa nhiều nước rất khó vận chuyển hay

sự ổn định của chất lượng hỗn hợp khí mêtan

Khi xây dựng bể có thể chôn sâu dưới lòng đất (ở những vùng có nhiệt độlạnh) hoặc trên mặt đất (ở những nơi nhiệt độ cao).

Khi vận hành bể, người ta thường lấy nước trong ra liên tục và bổ sungnước thải mới vào Do đó lượng cặn cũng sinh ra liên tục, người ta có thể lấylượng cặn lắng ở đáy bể ra theo chu kỳ hoặc liên tục

CHƯƠNG 4: NỘI DUNG THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ – THIẾT BỊ

TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI

4.1 Cơ sở thiết kế

 Phân tích thành phần và tính chất nước thải của cơ sở

Nước thải tại cơ sở bao gồm: nước mưa chảy tràn, nước thải sinh hoạtnước thải từ hoạt động giết mổ và nước thải chăn nuôi

Nước mưa chủ yếu là tự thấm và chảy tràn

Nước thải sinh hoạt: chiếm một lượng rất nhỏ

Nước thải từ hoạt động trồng cây nguyên liệu làm thức ăn cho gia súc giacầm chiếm tỉ lệ thấp

Nước thải trong quá trình giết mổ heo và nước vệ sinh thiết bị trong cơ sởchiếm chủ yếu, là nguồn gây ô nhiễm chính Nước thải chứa nhiều chất hữu cơ(phân, lông, máu… cặn lắng lẫn trong nước thải), đặc biệt là các hợp chất nitrat,phospho và các loài vi sinh vật truyền bệnh

Nước thải từ hoạt động chăn nuôi gia súc gia cầm và vệ sinh chuồng trại

có hàm lượng cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon cao và các dẫnxuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa Nước thải có hàm lượng N, P cao vànhiều vi khuẩn gây bệnh

4.2 Thông số nước thải đầu vào

 Các thông số thiết kế

4.3 Tính chất nước thải yêu cầu sau xử lí

 Yêu cầu sau xử lý đạt tiêu chuẩn

4.4 Đề xuất công nghệ xử lí nước thải

 Mục tiêu của công nghệ

 Vốn đầu tư thấp

 Chi phí năng lượng và vận hành thấp

 Diện tích đất tương đối rộng

 Điều kiện khí hậu khu vực phù hợp

 Lựa chọn công nghệ xử lí

Cộng nghệ xử lý nước thải dược chia làm ba giai đoạn: xử lý bậc 1, xử lýbậc 2 và xử lý bùn

Giai đoạn xử lý bậc 1 bao gồm các công trình xử lý cơ học:

4.5 Lựa chọn phương án xử lí

 Thông số thiết kế

m3/giờ

Áp dụng nguyên tắc xử lý cơ học – hóa lý – sinh học, phương án này đưa ranhằm giảm thiểu nồng độ ô nhiễm đến mức cho phép thải ra ngoài (QCVN 24 –2009/BTNMT, cột A)

Nước tuần hoànhoàn

Máy thổi khí

 Thuyết minh quy trình công nghệ theo phương án 1

Toàn bộ nước thải từ các khu chức năng được dẫn theo cống thoát nước thải về trạm xứ lí tập trung tới hố thu gom qua song chắn rác để giữ lại và loại bỏ các loại rác và phân tươi có kích thước lớn Sau đó, nước thải tiếp tục được bơm vào bể điều hoà Tại bể điều hoà, nước thải sẽ được ổn định về lưu lượng, nồng độ Do thời gian lưu nước là 6 giờ, nên ở bể điều hoà có hệ thống xáo trộn bằng khí nén Sau thời gian lưu nước, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 1 Tại đây, những tạp chất thô không hoà tan, có khả năng lắng sẽ được lắng xuống ở đáy bể nhờ trọng lượng riêng của các tạp chất thô lớn hơn trọng lượng riêng của nước Nước thải lưu trong bể lắng đợt 1 thời gian được bơm vào bể UASB, bùn lắng được bơm ra sân phơi bùn Tại

bể UASB, nước thải được bơm vào bể và được phân bố đều từ dưới lên, nước thải tiếp xúc với bùn hạt có trong bể, các chất hữu cơ sẽ được phân hủy nhờ các vi sinh vật kỵ khí, trong bể có lắp tấm chắn khí – lỏng - rắn, khí sẽ theo ống thu khí ra ngồi, dòng nước theo máng thu ra ngoài, bùn sau khi tách pha sẽ được lắng xuống lại, nước thải theo máng chảy tràn qua bể Anoxic.

Tại bể Anoxic, lượng nước và bùn tuần hoàn sẽ được khuấy trộn nhờ cánh khuấy lắp trong

bể, nhằm tạo điều kiện xử lí nitơ và giúp khí N 2 giải phóng ra khỏi nước dễ dàng Sau đó nước

sẽ theo đường ống chảy sang bể Aerotank.

Tại bể Aerotank, lượng nước thải kết hợp với bùn hoạt tính tuần hoàn từ bểlắng đợt 2 và lượng oxy cho vào bể nhờ máy thổi khí để thực hiện quá trình oxy

hố những chất hữu cơ dễ bị oxy hoá

Sau thời gian làm việc 10 giờ, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 2 Tại bể này, lượng bùn cặn sẽ lắng xuống và được bơm vào bể nén bùn, một phần lượng bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotank đảm bảo lượng vi sinh trong bể Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được qua bể keo tụ tạo bông, nhằm loại bỏ các tế bào chứa lượng phosphor sau khi qua quy trình xử lí sinh học yếm khí tiếp nối quy trình hiếu khí Khi biến các tế bào này liên kết với nhau thành bông cặn lắng xuống đáy khi qua bể lắng, phospho chứa trong cặn sẽ được đưa đến bể nén bùn Phần nước sau khi lắng tiếp tục chảy đến bể khử trùng, nước được khử trùng bằng chlorua và được tiếp xúc với thời gian lưu nước là 30 phút Sau khi ra khỏi bể khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải sau đó được xả vào nguồn tiếp nhận

Bùn thải từ các bể sẽ được đưa vào bể nén bùn, tại đây độ ẩm sẽ giảm xuốngmột lượng lớn, nước tách bùn sẽ được tuần hoàn về hố thu gom, bùn thải sẽđược đưa về hố thu bùn và sẽ được các đơn vị thu gom định kỳ

Máy thổi khí

 Thuyết minh quy trình công nghệ theo phương án 2

Toàn bộ nước thải từ các khu chức năng được dẫn theo cống thoát nước thải về trạm xử lí tập trung tới hố thu gom qua song chắn rác để giữ lại và loại bỏ các loại rác và phân tươi có kích thước lớn Sau đó, nước thải tiếp tục được bơm vào bể điều hoà Tại bể điều hoà, nước thải

sẽ được ổn định về lưu lượng, nồng độ Do thời gian lưu nước là 6 giờ, nên ở bể điều hoà có hệ thống xáo trộn bằng khí nén Sau thời gian lưu nước, nước thải sẽ được chảy vào bể lắng đứng đợt 1 Tại đây, những tạp chất thô không hoà tan sẽ được giữ lại ở đáy bể nhờ trọng lượng riêng của các tạp chất thô lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên lắng xuống đáy bể Nước thải lưu trong bể lắng đợt 1 thời gian được bơm vào bể UASB, bùn lắng được bơm ra sân phơi bùn Tại

bể UASB, nước thải được bơm vào bể và được phân bố đều từ dưới lên, nước thải tiếp xúc với bùn hạt có trong bể, các chất hữu cơ sẽ được phân hủy nhờ các vi sinh vật kỵ khí, trong bể có lắp tấm chắn khí – lỏng - rắn, khí sẽ theo ống thu khí ra ngoài, dòng nước theo máng thu ra ngoài, bùn sau khi tách pha sẽ được lắng xuống lại, nước thải theo máng chảy tràn qua bể chứa, sau đó được bơm vào bể lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước.

Tại bể bể lọc, lượng nước thải tiếp xúc với vi sinh vật dính bám trên lớp vậtliệu lọc, các chất hữu cơ sẽ được phân hủy bằng vi sinh vật hiếu khí có trong bể,sau đó nước được chảy tràn qua bể lắng đợt 2 và lượng oxy cho vào bể nhờ máythổi khí để thực hiện quá trình oxy hoá những chất hữu cơ dễ bị oxy hoá

Tại bể lắng 2, lượng bùn cặn sẽ lắng xuống và được bơm vào bể chứa bùn, một phần lượng bùn sẽ được tuần hoàn một phần trở lại bể lọc đảm bảo lượng vi sinh trong bể Sau khi ra khỏi bể lắng đứng đợt 2, nước thải sẽ được khử trùng bằng chlorua và được tiếp xúc với thời gian lưu nước là 30 phút Sau khi ra khỏi bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải, được xả vào nguồn tiếp nhận

Bùn thải từ các bể sẽ được đưa vào bể nén bùn, tại đây độ ẩm sẽ giảm xuống một lượng lớn, nước tách bùn sẽ tuần hoàn về hố thu gom, bùn thải sẽ được đưa vào bể chứa bùn và được thu gom định kì.