coông nghệ xử lý nước thải

Theo quan điểm nguồn thải: NT là sự kết hợp chất lỏng/nước sinh ra từ các khu dân cư, cơ quan, công sở, khu thương mại, công nghiệp cùng với nước ngầm, nước mặt và nước mưa.. CÁC NGUỒN P

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

I H C TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TR NG TPHCM

GVHD: GVC.TS Lê Hoàng Nghiêm

CÁC NỘI DUNG CHÍNH

1 Giới thiệu hệ thống thoát nước

2 Nguồn gốc, thành phần và tính chất nước thải

3 Ước tính lưu lượng nước thải

4 Sơ đồ thoát nước xí nghiệp công nghiệp và yêu

cầu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Nước thải (NT): chất lỏng – bản chất là nước cấp của cộng đồng sau khi sử dụng với các mục đích khác nhau

Theo quan điểm nguồn thải: NT là sự kết hợp chất lỏng/nước sinh ra từ các khu dân cư, cơ quan, công sở, khu thương mại, công nghiệp cùng với nước ngầm, nước mặt và nước mưa

ĐỊNH NGHĨA NƯỚC TH I (Wastewater)

M t h th ng qu n lý n c th i bao g m:

Ngu n th i (khu dân c , xí nghi p công nghi p)

M ng l i thoát n c th i: Thu gom và v n chuy n

H th ng thoát n c chung: (Combined system) n c

m a và n c th i đ c v n chuy n trong cùng m t

m ng l i t i TXL

H th ng thoát n c riêng (Separate system) : t ng

lo i n c th i riêng bi t đ c thu gom và v n chuy n theo m ng l i riêng bi t Ex: M ng l i thoát n c

H Th ng Thoát N c Riêng

n c th i t ng đ i s ch (th p h n gi i h n xã), tràn qua gi ng và ch y th ng ra ngu n ti p nh n

H Th ng Thoát N c N a Riêng

H th ng thoát n c n a riêng

TXL

Gi ng tràn Gi ng tràn

H Th ng Thoát N c N a Riêng

S đ c p thoát n c trong XNCN

• S đ CTN tu n hoàn :

Qtieâu thuï (Qtt) XNCN

QT = 5 – 10%

Soâng

Qc

QTH = 90 – 95% TXL

• Cá c s đ thoát n c c c b bên trong XNCN:

TXL Nguoàn

Quy ho ch h p lý HTTN XNCN Tách riêng h th ng thốt n c th i cơng nghi p qui c

s ch và n c m a;

Tu n hồn n c th i cơng nghi p qui c s ch;

N u cĩ lo i n c th i đ c h i trong cơng ngh s n xu t, c n tách riêng và x lý riêng (X LÝ CH T TH I C H I) ;

Thơng th ng, Q và C trong các nhà máy dao đ ng l n, c n thi t ph i xây d ng b đi u hịa

Sản xuất Xử lý

Sản xuất

Làm nguội

Nước bổ sung

N m v ng ngu n g c (v trí) ngu n th i (n c th i);

N m v ng đ c m ng l i thoát n c d n đ n HTXLNT; Thành ph n tính ch t c a n c th i;

Thành ph n gây c ch HTXLNT;

L u l ng n c th i c a khu dân c , XNCN, khu CN;

Nh ng quy đ nh và tiêu chu n x n c th i vào ngu n

CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI

sau:

- Nước thải sinh hoạt;

- Nước thải công nghiệp;

- Nước mưa chảy tràn trên bề mặt;

CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI

Nước thải sinh hoạt là nước xả bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,

Nước thải sinh hoạt thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, các công trình công cộng khác và nước thải vệ sinh của công nhân trong XNCN;

Khối lượng nước thải sinh hoạt của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào:

Qui mô dân số

Tiêu chuẩn cấp nước

Khả năng và đặc điểm của HTTN

Nước thải sinh hoạt (Domestic wastewater)

Đặc tính chung của NTSH: bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất hữu cơ hòa tan ( BOD 5 /COD), các chất dinh dưỡng ( Nitơ, Phospho ), các vi trùng gây bệnh ( E.Coli, Coliform );

Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào:

Lưu lượng nước thải Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người

Tải trọng chất bẩn theo đầu người phụ thuộc vào:

Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống Điều kiện khí hậu

Hoạt động công nghiệp

NƯỚC THẢI SINH HOẠT (Domestic wastewater)

Chỉ tiêu ô nhiễm Hệ số phát thải (gram/người.ngày)

Nước ngoài Theo Tiêu chuẩn Việt

Nam (TCXD-51-84)

Chất rắn lơ lửng (SS)

BOD 5 đã lắng

BOD 20 đã lắng

-

TẢI TRỌNG CHẤT BẨN NƯỚC THẢI SINH HOẠT

TẢI TRỌNG CHẤT BẨN SINH HOẠT (tt)

g/ ng i.ngày

TSS g/ ng i.ngày

TKN g/ ng i.ngày

N-ammonia g/ ng i.ngày

Total P g/ ng i.ngày

Nước thải xả ra từ các cơ sở sản xuất công nghiệp sau khi sử dụng cho các nhu cầu sinh hoạt và sử dụng cho các công đoạn sản xuất

Tại các cơ sở sản xuất công nghiệp, nước thải thường bao gồm ba loại có thành phần và tính chất tương đối khác biệt nhau, đó là:

Nước mưa

Nước thải sinh hoạt

Nước thải sản xuất

Nước thải công nghiệp (Industrial wastewater)

CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI (tt)

Nước mưa:

 Được xem là nước thải qui ước sạch,

 Tuy nhiên trong một số trường hợp có thể bị nhiễm bẩn ở các mức độ khác nhau (Ex: Nước mưa chảy qua các kho bãi xăng dầu/hóa chất, ), cần phải thu gom và xử lý;

Nước thải sinh hoạt: nước thải do sinh hoạt của công nhân trong XNCN, NT từ căn teen;

Nước thải sản xuất : Chia thành 2 loại:

Nước thải qui ước sạch: giải nhiệt máy móc thiết bị, làm nguội một số sản phẩm không hòa tan (nhựa, cao su, da…);

Nước thải nhiễm bẩn: nhìn chung rất đa dạng tùy theo đặc điểm của từng ngành nghề sản xuất và chế độ vệ sinh công nghiệp, cần phải có những nghiên cứu/khảo sát riêng

NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

Về bản chất thì nước mưa là một nguồn nước thải sạch; Tuy nhiên trong một số trường hợp, nước mưa khi vào hệ thống thu gom thường mang theo một số chất bẩn như dầu mỡ, cặn vô cơ hữu cơ,

Mức độ nhiễm bẩn của nước mưa thường chỉ xuất hiện ở những trận mưa đầu mùa và trong thời gian đầu của mỗi cơn mưa

Nước mưa

CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI (tt)

CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI (tt)

N c th m/dịng vào (infiltration/inflow): n c đi vào h

th ng thu gom tr c ti p ho c gián ti p

N c th m (infiltration) là n c bên ngồi đi vào HT thu gom qua các m i n i khơng kín, v t n t, v và thành r c a c ng

Dịng vào (Inflow) n c m a đi vào h th ng thu gom t các đi m

n i v i ng thốt n c m a, thốt n c sân nhà ho c qua các

n p h ga

Dịng th m/dịng vào ph thu c vào:

Ch t l ng VL xây d ng và ch t l ng thi cơng HTTN

c đi m s b o d ng duy tu cao m c n c ng m

Chi u dài HTTN

Di n tích ph c v

i u ki n đ a ch t/th nh ng

nh ng n i cĩ m c n c ng m cao: Dịng th m đi vào HTTN do n c ng m nh ng n i cĩ m c n c

ng m cao:

CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI (tt)

g m các thành ph n ly, hoa va sinh

Thông sô (parameter): y u tô (factor) đo đ c đ c nh nhi t đô, pH, COD, BOD 5 , TKN,…

Tính ch t (characteristics) Tính ch t t ng quát c a nhóm các thành ph n n c th i nh tính ch t ly, hoa, sinh h c

THÀNH PH N VÀ TÍNH CH T N C TH I

Thu t Ng

Bùn (sludge): ch t r n đ c tách kh i n c th i trong quá trình x ly

Ch t r n (solids): V t ch t r n tách kh i n c th i b ng

ph ng pháp tách tr ng l c (l ng, l c, nén bùn )

Ngu n đi m (point source): T i l ng b n th i t i m t

đi m riêng bi t nh c ng xa, TXL n c th i sinh

ho t/công nghi p

Ngu n r ng (nonpoint source): Ngu n th i phát sinh t nhi u ngu n th i tr i trên m t di n tích r ng

Sinh Hóa

Lý

Khí Lỏng Rắn

hòa tan keo

lắng Nổi

Thành phần vật lý: được chia thành 3 nhóm tùy vào k thước:

 Nhóm 1: gồm các chất không tan ở dạng thô (vải, giấy,

cành lá cây, sạn, sỏi, cát, da, lông…); ở dạng lơ lửng (δ > 10-1 mm) và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt (δ = 10-1 - 10-4 mm)

 Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo (δ = 10-4 - 10 -6 mm)

 Nhóm 3: gồm các chất bẩn ở dạng hòa tan có δ < 10-6

mm; chúng có thể ở dạng ion hoặc phân tử

Thành phần và tính chất nước thải (tt)

Thành phần hóa học: các chất bẩn có các tính chất hóa học khác nhau, được chia thành 3 nhóm:

Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axit vô cơ, kiềm vô cơ, các ion của các 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 bã bài tiết… (chiếm khoảng 58%):

Các hợp chất chứa nitơ: urê, protein, amin, acid amin

Các hợp chất nhóm hydratcarbon: mỡ, xà phòng, cellulose Các hợp chất có chứa phospho, lưu huỳnh

Thành phần và tính chất nước thải (tt)

Hoà tan

Keo Huyền phù

Tạp chất thô và

Tính chất nước thải: được thể hiện qua 3 tính chất:

Tính chất vật lý:

Khả năng lắng đọng/nổi lên của chất bẩn

Khả năng tạo mùi và các ảnh hưởng của mùi

Khả năng tạo màu và các ảnh hưởng của màu

Khả năng biến đổi nhiệt độ của nước thải

Khả năng giữ ẩm của bùn/cặn Tính chất hóa học:

Khả năng phản ứng giữa các chất bẩn sẵn có trong NT

Khả năng phản ứng giữa các chất bẩn trong nước thải và các hóa chất thêm vào

Khả năng phân hủy hóa học nhờ các lực cơ học và vật lý Tính chất sinh học: Khả năng phân hủy sinh học chất bẩn (hiếu khí, kỵ khí, tự nhiên và nhân tạo)

Thành phần và tính chất nước thải (tt)

đ c NTU ánh giá ch t l ng n c sau x lý

Màu (nâu, vàng, đen) ánh giá đi u ki n n c th i (k /hi u khí)

Chlorua Cl - ánh giá tính kh thi c a n c th i đã x lý

áp d ng cho nông nghi p Sunfate SO 4 ánh giá kh n ng t o mùi

Kim lo i (As, Cd, Ni, Zn,

Ca, Cr, Co, Pb, Hg, Mn,

Na)

đánh giá tính kh thi c a vi c s d ng l i

n c th i và nh h ng đ c t trong x lý

cacbon cu i cùng UBOD L th i ng oxy c n thi t đ n đ nh sinh h c ch t Nhu c u oxy nit NBOD L ng oxy c n thi t đ oxy hoá sinh h c nit

ammonia thành nitrat Nhu c u oxy hoá h c COD Th ng s d ng thay th cho BOD test

ánh giá s hi n di n c a vi sinh riêng bi t

li n quan trong v n hành TXL và cho s d ng

Thành phần/tính chất nước thải sinh hoạt

T ng cacbon h u c , mg/l COD, mg/l

D u m , mg/l Coliform No/100 mL

Thành phần/tính chất nước thải sinh hoạt

Thơng s n v N c m a N c m a

b m t C ng chung N sinh c ho t th i TSS mg/L <1 67-101

Thành phần nước thải sinh hoạt có bể tự hoại

Thành phần Dãy Tiêu chuẩn

Nếu HTNT không kiểm soát và quản lý tốt các dòng thải đó sẽ gây nên nhiều vấn đề:

Ngập úng đường phố;

Ô nhiễm môi trường và ô nhiễm các nguồn nước; Phá vỡ mối cân bằng sinh thái tự nhiên; và

Làm mất đi vẽ mỹ quan của các trung tâm đô thị

 Để bảo vệ môi trường và duy trì các điều kiện sống

trong lành, các nguồn nước thải cần phải được kiểm soát và quản lý nghiêm ngặt;

Tác H i n Mơi Tr ng

Thông số ảnh hưởng đến môi trường

COD, BOD Sự khoáng hóa/ổ định chất hữu cơ  thiếu hụt DO của

nguồn tiếp nhận  ảnh hưởng đến thủy sinh, nếu thiếu hụt trầm trọng  điều kiện yếm khí hình thành  mùi hôi

SS Lắng đọng ở nguồn tiếp nhân, gây điều kiện yếm khí

pH ảnh hưởng đến thủy sinh vật, gây ăn mòn đường ống thiết

bị hoặc lắng cặn trong mương dẫn/đường ống Nhiệt độ ảnh hưởng đến thủy sinh vật

Vi trùng gây

bệnh Bịnh lan truyền bằng đường nước

Ammonia, P dẩn đến hiện tượng phú dưỡng hóa

Màu Mất đi mỹ quan

Dầu mỡ Gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt, trứng cá

bị nhiểm dầu  hư hỏng

Tác H i n Môi Tr ng (tt)

m t nh a/kim lo i đê ch ng n mòn, l p phu b o vê c a các phu tùng xe, thành ph n thu c nhu m vô c

H p ch t Cr (VI) gây ung th

và n mòn da Dài h n: t n

th ng th n và da m t c m giác

thu c ch ng n m, phim nh,

h p kim đ ng thau, đ ng thi c,

t bào quang đi n

Tác h i đ n gan, th n, tu , tuy n giáp, gây t ng huy t áp

R t đ c hàm l ng cao

Pb Pin, acqui, ph gia c a x ng,

l p ph dây cáp th n và khuy t t t sinh s n nh h ng đ n th n kinh và

Hg Thi t b đi n xúc tác, đèn h i

thu ngân, l p ph g ng da Dài c t cao qua h p th vào h n: đ c cho h th n

kinh trung ng, gây khuy t

t t sinh s n

Lưu lượng nước thải cho khu dân cư được xác định dựa trên:

Đối với đô thị củ: Dựa trên số liệu nước cấp = 60-70% lượng nước cấp tiêu thụ

Đô thị mới: dựa trên số dân/số hộ qui hoạch và tiêu chuẩn thải nước:

Nhà có vòi tắm hoa sen: 100-120 l/người.ngày

Nhà có bồn nước nóng: 200-250 l/người.ngày

Khu du lịch/resort: 400-600 l/người.ngày

Lưu lượng nước thải cho khu dân cư

Lưu lượng nước thải cho công trình

Lưu lượng nước thải cho công trình công cộng

Lưu lượng nước thải công nghiệp

Công nghiệp Giá trị, m 3 /tấn

Bột giấy 250-800 Xeo giấy 120-160 Dệt nhuộm

Tẩy 200-300 Nhuộm 30-60

• q 0 – Tiêu chu n thốt n c trên 1 đ n v s n ph m, m 3 ;

• M – Sơ đ n v s n ph m trong ngày đêm;

• M max.ca – Sơ đ n v s n ph m trong ca cĩ n ng su t max ;

• t – Sơ gi làm vi c trong ca, h;

• K h – Hê sơ khơng đi u hịa gi :

Lưu lượng nước thải công nghiệp

h

ca K t

0

, max.

max

Th i gian x y ra l u l ng cao đi m thay đ i theo:

 Qui mơ c ng đ ng (s dân, di n tích ph c v )

 Chi u dài h th ng c ng

Khi qui mơ c ng đ ng l n  s khác nhau gi a l u l ng th p và cao đi m gi m do dung tích ch a c a HTTN t ng cĩ tác d ng

nh v đi u hồ

Hệ số không điều hòa (K)

L u l ng thay đ i n c th i cơng nghi p:

 Nhi u cơng nghi p th i l u l ng n đ nh

 L u l ng n c th i cơng nghi p thu ng l n nh ng gi v

sinh tr c khi ngh vi c

TB h

h h

Q

Q K

max max

h

h h

Q

Q K

min min

=

Hệ số không điều hòa (K)

l ng c n; tu n hồn n c cho b l c sinh h c Tháng th p nh t Ch n l a s t i thi u c a các cơng trình x lý c h c

ho t đ ng trong th i gian l u l ng th p; ho ch đ nh

th i gian ng ng ho t đ ng đ b o trì

Gi l n nh t Xác đ nh kích th c các cơng trì nh b m, ng d n;

cơng trình x lý c h c: l ng cát, l ng và l c, b ti p xúc chlorine Tri n khai chi n l c ki m sốt quá trình

đ qu n lý l u l

Thay lưu lượng thiết kế, tải lượng thiết kế

Tháng l n nh t Xác đ nh kích th c cơng trình ch a bùn, cơng trình 15-ngày l n nh t Xác đ nh kích th c b phân hu bùn hi u khí/k khí

M c đ ô nhi m do n c th i đ c đánh giá qua thông

s T i l ng ô nhi m theo thành ph n (BOD 5 , SS,