LỜI NÓI ĐẦU Trải qua 50 năm xây dựng phát triển trƣờng Đại học Nha Trang trƣởng thành mặt Từ chỗ hàng năm tuyển sinh 200-300 sinh viên hệ quy, đến nên đến 3000 sinh viên; sở hạ tầng trƣớc năm 1990 tồn trƣờng có 03 nhà học với số lƣợng 18 phịng; KTX sinh viên có 60 phòng ở, với số lƣợng 600 sinh viên, đến số lƣợng phòng học tăng gấp lần (90 phịng); KTX có khu với 240 phịng với số lƣợng 2400 sinh viên Ngồi hệ thống phịng thí nghiệm, phịng thực hành, khu vui chơi giải trí, vƣờn hoa cảnh…đƣợc mở rộng tăng qui mơ Việc phát triển nhanh diện tích qui mơ xây dựng nhƣng hệ thống cấp nƣớc xử lý nƣớc thải chƣa đƣợc chuẩn bị tốt: Với diện tích gần 20ha; cán viên chức 600 ngƣời; 19.000 sinh viên, với 2400 sinh viên Ký túc xá, hàng tháng tiêu thụ khoảng 23.000m3 nƣớc 600m3 nƣớc biển để phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu khoa học, sinh hoạt ký túc xá tƣới Song, toàn khối lƣợng nƣớc thải nói chƣa đƣợc xử lý để tận dụng cho việc tƣới đạt tiêu chuẩn quy định thải mơi trƣờng, Điều đó, khơng gây lãng phí kinh tế mà cịn gây ô nhiễm môi trƣờng khu vực Nhận thấy việc cấp thiết vấn đề xử lý nƣớc thải sinh hoạt trƣờng Đại Học Nha Trang, BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY – KHOA CƠ KHÍ – TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG giao cho thực đồ án tốt nghiệp với đề tài : “Thiết kế chế tạo mơ hình nghiên cứu hệ thống thiết bị xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu tập thể trƣờng Đại Học Nha Trang” Nội dung thực : Tổng quan công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt Thiết kế chế tạo mơ hình nghiên cứu hệ thống thiết bị xử lý nƣớc thải sinh hoạt Khảo nghiệm hoàn chỉnh mơ hình Đề xuất thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho khu tập thể Kế luận đề xuất Mặc dù trình làm đề tài chúng tơi cố gắng nhiều song kiến thức, điều kiện thực hiện, thời gian có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu thầy bạn để đề tài đƣợc hồn chỉnh Tơi xin chân thành cám ơn thầy PGS.TS Phạm Hùng Thắng; KS Phạm Thị Minh Hải thầy môn giúp đỡ thực đề tài Nha Trang , ngày 30 tháng 11 năm 2009 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Quyền Nguyễn Văn Thọ CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ Ô NHIỄM NƢỚC THẢI SINH HOẠT I.1 Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt I.1.1 Ơ nhiễm mơi trƣờng nƣớc Ơ nhiễm nƣớc thay đổi theo chiều xấu tính chất vật lý – hố học – sinh học nƣớc, với xuất chất lạ thể lỏng, rắn làm cho nguồn nƣớc trở nên độc hại với ngƣời sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh vật nƣớc Xét tốc độ lan truyền quy mơ ảnh hƣởng nhiễm nƣớc vấn đề đáng lo ngại ô nhiễm đất Hình 1.1 Nƣớc bị phù dƣỡng ô nhiễm Nƣớc bị ô nhiễm phù dƣỡng xảy chủ yếu khu vực nƣớc vùng ven biển, vùng biển khép kín Do lƣợng muối khống hàm lƣợng chất hữu dƣ thừa làm cho quần thể sinh vật nƣớc khơng thể đồng hố đƣợc Kết làm cho hàm lƣợng ôxy nƣớc giảm đột ngột, khí độc tăng lên, tăng độ đục nƣớc, gây suy thoái thủy vực Ở đại dƣơng ngun nhân gây nhiễm cố tràn dầu Ơ nhiễm nƣớc có ngun nhân từ loại chất thải nƣớc thải công nghiệp đƣợc thải lƣu vực sông mà chƣa qua xử lí mức; loại phân bón hố học thuốc trừ sâu ngấm vào nguồn nƣớc ngầm nƣớc ao hồ; nƣớc thải sinh hoạt đƣợc thải từ khu dân cƣ ven sông I.1.2 Nƣớc thải sinh hoạt hàm lƣợng Nƣớc thải sinh hoạt nƣớc đƣợc thải bỏ sau sử dụng cho mục đích sinh hoạt cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân, …chúng thƣờng đƣợc thải từ hộ, quan, trƣờng học, bệnh viện, chợ, cơng trình công cộng khác Lƣợng nƣớc thải cử khu dân cƣ phụ thuộc vào dân số vào tiêu chuẩn cấp nƣớc đặc điểm hệ thống thoát nƣớc Thành phần hệ thống nƣớc thải bao gồm loại  Nƣớc thải nhiễm bẩn chất tiết ngƣời từ phòng vệ sinh  Nƣớc thải nhiễm bẩn chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, chất rửa trôi, kể làm vệ sinh sàn nhà … Nƣớc thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu rễ bị phân hủy sinh học, cịn có thành phần vơ cơ, vi sinh vật vi trùng gây bệnh nguy hiểm chất hữu chứa nƣớc thải sinh hoạt bao gồm chất nhƣ protein ( 40 – 50 )%; hydrat cacbon ( 40 – 50 )% gồm tinh bột, đƣờng xenlulo; chất béo ( – 10 )% Nồng độ chất hữu nƣớc thải sinh hoạt dao động khoảng (150 – 450)% mg/l theo trọng lƣợng thơ Có khoảng (20 - 40 % ) chất hữu khó phân hủy sinh học Ở khu dân củ đông đúc điều kiện sinh hoạt thấp kém, nƣớc thải sinh hoạt khơng đƣợc xử lý thích đáng nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt dao động phạm vi lớn, tùy thuộc vào mức sống thói quen ngƣời dân, ƣớc lƣợng 80% lƣợng nƣớc đƣợc cấp Giữa lƣợng nƣớc thải tải trọng chất thải chúng biểu thị chất lắng BOD có mối tƣơng quan định Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu ngƣời điều kiện đức với nhu cầu cấp nƣớc 150l/ngày đƣợc trình bày bảng sau Bảng 1.1 Tải trọng chất thải trung bình ngày tinh theo đầu ngƣời Tổng chất thải Các chất Chất thải hữu Chất thải vô ( g/ngƣời.ngày ) ( g/ngƣời.ngày ) ( g/ngƣời.ngày ) Tổng lƣợng chất thải 190 110 80 Các chất tan Các chất không tan 100 90 50 60 50 30 Chất lắng Chất lơ lửng 60 30 40 20 20 10 Bảng 1.2 Thành phần nƣớc thải sinh hoạt phân tích theo AHPA Các chất Mg/l Mức độ nhiễm Nặng Trung bình Thấp  Tổng chất rắn  Chất rắn hòa tan 1000 700 500 350 200 120  Chất rắn khơng hịa tan  Tổng chất rắn lơ lửng  Chất rắn lắng  BOD 300 600 12 300 150 350 200 120 100     DO Tổng NITO Nito hữu Nitơ ammoniac 85 35 50 0,1 50 20 30 0,05 20 10 15     NO2 NO3 Clorua Độ kiềm 0,4 175 200 40 0,2 100 100 20 0,1 15 60 - -  Chất béo  Tổng Photpho Nƣớc thải sinh hoạt có thành phần chất điển hình nhƣ sau: COD = 500 mg/l, BOD = 200 mg/l, SS = 220 mg/l, photpho = mg/l, Nitơ NH3 Nitơ hữu = 40 mg/l, PH = 6.8, TS = 120 mg/l Nhƣ nƣớc thải sinh hoạt có thành phần chất dinh dƣỡng cao, vƣợt yêu cầu cho trình xử lý sinh học Thơng thƣờng q trình xử lý sinh học cần chất dinh dƣỡng theo tỉ lệ sau BOD:N:P = 100:5:1 Một tính chất đặc trƣng nƣớc thải sinh hoạt tất chất hữu bị phân hủy vi sinh vật khoảng (20 – 40) % BOD thoát khỏi trình xử lý sinh học với bùn I.1 Những thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc thải Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải nhƣ mức độ ô nhiễm cần dựa vào số thông số so sánh với tiêu cho phép thành phần hóa học loại mục đích khác Để quản lý mơi trƣờng đƣợc tốt , nhƣ thiết kế , lựa chọn cơng nghệ thiết bị xử lý phù hợp cần phải hiểu rõ chất nƣớc thải thông qua tiêu sau : * Chỉ số pH : Đây thông số quan trọng cho biết mức độ ô nhiễm bẩn mức độ cần phải điều chỉnh trƣớc đƣa vào hệ thống xử lý pH có ảnh hƣởng đến tất hoạt động sống xảy nƣớc Độ pH có ảnh hƣởng đến phản ứng sinh học, hoạt động sống loại vi sinh vật Đa số lồi vi sinh vật có miền pH tối ƣu để hoạt động từ 6,5-8,8 PH có ảnh hƣởng tới q trình vật lý xảy mơi trƣờng nhƣ : trình chuyển màu , chuyển trạng thái, q trình hịa tan chất có nƣớc thải …Sự thay đổi pH làm thay đổi q trình hịa tan keo tụ , làm tăng giảm tốc độ phản ứng hóa sinh xảy nƣớc * Hàm lƣợng chất lơ lửng Hàm lƣợng chất lơ lửng thành phần vật lý đặc trƣng nƣớc thải Đây tiêu đánh giá tƣợng nhiễm , độ đục làm giảm khả hoạt động vi sinh vật Hạt lơ lửng có bề mặt hấp phụ kim loại độc , vi sinh vật gây bệnh cản trở trình khử trùng , vi sinh vật gây bệnh đƣợc bao bọc hạt lơ lửng nên thoát khỏi tác dụng chất khử trùng Các chất rắn có nƣớc : - Các chất vơ dƣới dạng muối hịa tan khơng tan nhƣ đất ,đá dạng huyền phù lơ lửng - Các chất hữu nhƣ xác vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, động vật phù du +Chất thải rắn nƣớc đƣợc phân thành hai loại : - Chất rắn qua lọc có d