ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 4 PHẦN I. TỔNG QUAN 5 I. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 5 1. Nguồn gốc phát sinh. 5 2. Thành phần, tính chất nước thải. 6 3. Tác hại của các thành phần trong nước thải. 9 4. Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải. 10 II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ. 10 1. Phương pháp cơ học. 10 2. Phương pháp hóa lý. 12 3. Phương pháp sinh học. 13 PHẦN II. TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH 15 1. Cơ sở lựa chọn công nghệ. 15 2. Đề xuất công nghệ xử lý. 15 Nguyên tắc để lựa chọn công nghệ: 15 3. Tính toán thiết kế. 17 3.1. Tính toán song chắn rác (SCR) 18 3.2. Tính toán bể lắng ngang. 20 3.3. Tính toán sân phơi cát: 22 3.5. Tính toán bể AEROTANK 25 3.7. Tính toán ao sinh học triệt để. 32 3.8. Tính toán sân phơi bùn. 33 PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 1) Kêt luận 34 2) Kiến nghị 34

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNT ĐÔ THỊ

GVHD: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM T/H: 05

LỚP: 51CNMT

MỤC LỤ

ĐẶT VẤN ĐỀ 4

PHẦN I TỔNG QUAN 5

I CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 5

1 Nguồn gốc phát sinh 5

2 Thành phần, tính chất nước thải 6

3 Tác hại của các thành phần trong nước thải 9

4 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải 10

II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 10

1 Phương pháp cơ học 10

2 Phương pháp hóa lý 12

3 Phương pháp sinh học 13

PHẦN II TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH 15

1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 15

2 Đề xuất công nghệ xử lý 15

Nguyên tắc để lựa chọn công nghệ: 15

3 Tính toán thiết kế 17

3.1 Tính toán song chắn rác (SCR) 18

3.2 Tính toán bể lắng ngang 20

3.3 Tính toán sân phơi cát: 22

3.5.Tính toán bể AEROTANK 25

3.7 Tính toán ao sinh học triệt để 32

3.8 Tính toán sân phơi bùn 33

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34

1) Kêt luận 34

2) Kiến nghị 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý.

Bảng 2: Yêu cầu đầu ra các thông số trên theo cột B - TCVN 5945:2005.

Bảng 3.1.1: Lượng rác giữ lại ở các song chắn rác.

Bảng 3.1.2: Tóm tắt thông số thiết kế mương và song chắn rác.

Bảng 3.2.1: Quan hệ giữa kích thước thủy lực U0 và đường kính của hạt cát.

Bảng 3.2.2: Các thông số của bể lắng cát ngang.

Bảng 3.4: Các thông số thiết kế BL I.

Bảng 3.5: Các thông số thiết kế bể Aerotank.

Bảng 3.6.1: Các thông số tính toán bể lắng đứng bậc II

Bảng 3.6.2: Các thông số thiết kế bể lắng II.

Bảng 3.7: Các thông số thiết kế ao sinh học triệt để.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nghiên cứu lựa chọn các công nghệ xử lý nước thải đô thị thích hợp trước hết nhằmbảo đảm yêu cầu vệ sinh, đảm bảo sự phát triển bền vững, đồng thời phù hợp với điềukiện kinh tế - xã hội nước ta hiện nay Thực hiện được nhiệm vụ này cũng chính là tạotiền đề để chúng ta hướng đến một trường phái Việt trong lĩnh vực xử lý nước thải đôthị

Cùng với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá, quá trình đô thị hoá ở nước tađang diễn ra với tốc độ nhanh Để đáp ứng yêu cầu phát triển và bảo vệ môi trường,nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân, trong những năm gần đây việc đầu tưcho thoát nước và vệ sinh đô thị quy mô tương đối lớn đã được quan tâm, trước hết là

ở các thành phố lớn và các đô thị du lịch Trong vấn đề này, muốn đầu tư có hiệu quảthì phải lựa chọn được giải pháp công nghệ xử lý nước thải thích hợp Nhưng trả lờiđược câu hỏi như thế nào là công nghệ thích hợp cũng không đơn giản, bởi thích hợp

là một khái niệm mở và có tính mềm dẻo, không cứng nhắc Theo quan điểm củachúng tôi, khi nói đến công nghệ thích hợp dành cho các nước nghèo, các nước đangphát triển đã bao hàm trong đó là giải pháp công nghệ đơn giản, giá thành thấp, phùhợp các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội

Mục tiêu của đồ án:

- Phân tích các vấn đề chung của nước thải đô thị

- Lựa chọn dây chuyền công nghệ phù hợp xử lý nước thải đô thị

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải khu đô thị 9000 dân

Phần I TỔNG QUAN

I CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

1 Nguồn gốc phát sinh.

a) Nước thải sinh hoạt.

- NTSH là nước thải phát sinh từ những hoạt động thường ngày của các cộng đồngngười như các khu dân cư, khu đô thị, các khu du lịch vui chơi giải trí…

- NTSH phát sinh từ các hộ gia đình có thể có các loại nước thải sau đây:

Nguồn nước thải từ các ngôi nhà

NT phân Nước tiểu Nước tắm,giặt, rửa NT nhà bếp các loại NT khácTuy nhiên để thuận lợi cho xử lý và tái sử dụng, người ta chia chúng thành 3 loại:

- Nước thải không chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bị vệ sinhnhư bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt Loại nước thải này chủ yếu chứa chất lơlửng, các chất tẩy giặt và thường gọi là “nước xám” Nồng độ các chất hữu cơ trongloại nước thải này thấp và thường khó phân hủy sinh học

- Nước thải chứa phân nước tiểu từ các khu nhà vệ sinh còn được gọi là “nước đen”.Trong nước thải tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hôi thối Hàmlượng các chất hữu cơ (BOD) và các chất dinh dưỡng như nito, photpho cao Cácloại nước thải này thường gây nguy hại đến sức khỏe và dễ làm nhiễm bẩn nguồnnước mặt

- Nước thải nhà bếp chứa dầu mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp, máy rửa bát.Loại này chứa hàm lượng lớn các chất hữu cơ (BOD, COD) và các nguyên tố dinhdưỡng khác (Nitơ và Photpho)

Một số nơi người ta nhóm hai loại nước thải thứ hai và ba, gọi tên chung là “nướcđen”

b) Nước thải công nghiệp.

Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất côngnghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nướcthải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sinh hoạt củacông nhân viên.Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phầncũng như lượng phátthải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp,loại hình công nghệ sửdụng, tính hiện đại của công nghệ, tuổi thọ của thiết bị,trình độ quản lý của cơ sở và

ý thức cán bộ công nhân viên Cơ sở để nhận biếtvà phân loại như sau:

- Nước thải được sản sinh từ nước không được dùng trực tiếp trong các công đoạnsản xuất, nhưng tham gia các quá trình tiếp xúc với cáckhí chất lỏng hoặc chất rắn

trong quá trình sản xuất Loại này có thể phát sinh liên tục hoặc không liên tục,nhưng nói chung nếu sản xuất ổnđịnh thì có thể dễ dàng xác định được các đặctrưng của chúng

- Nước thải được sản sinh ngay trong bản thân quá trình sản xuất Vì là một thànhphần của vật chất tham gia quá trình sản xuất, do đó chúng thường là nước thải cóchứa nguyên liệu, hoá chất hay phụ gia của quá trình và chính vì vậy những thànhphần nguyên liệu hoá chất này thường có nồng độ cao và trong nhiều trường hợp cóthể được thu hồi lại Ví dụ như nước thải này gồm có nước thải từ quá trình mạđiện,nước thải từ việc rửa hay vệ sinh các thiết bị phản ứng, nước chứa amonia hayphenol từ quá trình dập lửa của công nghiệp than cốc, nước ngưng từ quá trình sảnxuất giấy Do đặc trưng về nguồn gốc phát sinh loại nên loại nước thải này nhìnchung có nồng độ chất gây ô nhiễmlớn, có thể mang tính nguy hại ở mức độ khácnhau tuỳ thuộc vào bản thân quá trình công nghệ và phương thức thải bỏ Nước thảiloại nàycũng có thể có nguồn gốc từ các sự cố rò rỉ sản phẩm hoặc nguyên liệutrong quá trình sản xuất, lưu chứa hay bảo quản sản phẩm, nguyên liệu

Thông thường các dòng nước thải sinh ra từ các công đoạn khác nhau của toàn

bộ quá trình sản xuất sau khi được sử lý ở mức độ nào đó hoặc khôngđược xử lý,được gộp lại thành dòng thải cuối cùng để thải vào môi trường (hệ thống cống, lưuvực tự nhiên như sông, ao hồ ) Có một điều cần nhấn mạnh, thực tiễn phổ biến ởcác đơn vị sản xuất, do nhiều nguyên nhân, việc phân lập các dòng thải (chất thảilỏng, dòng thải có nồng độ chất ô nhiễm cao với cácdòng thải có tải lượng gây ônhiễm thấp nhưng lại phát sinh với lượng lớn như nước làm mát, nước thải sinhhoạt, nước mưa chảy tràn ) cũng như việc tuần hoàn sử dụng lại các dòng nướcthải ở từng khâu của dây chuyền sản xuất,thường ít được thực hiện Về mặt kinh tế,nếu thực hiện tốt 2 khâu này sẽ giúpdoanh nghiệp giảm đáng kể chi phí sản xuất,chi phí xử lý nước thải

2 Thành phần, tính chất nước thải.

Thành phần, tính chất nước thải đô thị ở nước ta khác xa so với nước thải ở các thànhphố hiện đại của các nước công nghiệp phát triển bởi 3 lý do chính:

- Mức sống trung bình của xã hội trong các đô thị còn thấp nên lượng chất thải hữu

cơ theo đầu người không cao;

- Hầu hết các nhà đều có bể tự hoại (cho dù hoàn thiện hay chưa hoàn thiện), do đó

trước khi xả vào cống, nước thải cũng đã được xử lý một phần bằng sinh học kỵkhí

- Mạng lưới thoát nước ở đô thị nước ta chưa hoàn thiện, về mùa khô nước thải đọng

lại trong cống rất lâu, do vậy, trên thực tế cho dù không mong muốn cũng đã xảy ra

một quá trình xử lý kỵ khí tương tự như trong bể tự hoại Vì những lý do này dẫnđến có một số đặc trưng:

 Nồng độ nhiễm bẩn thấp hơn nhiều so với nước thải ở các nước công nghiệp pháttriển Ở những thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, BOD5 thường

là 150-200 mg/l trong khi ở các đô thị khác là 100-150 mg/l

 Nồng độ NH3 và H2S cao nên trong xử lý nước thải nếu lựa chọn giải pháp xử lýbằng sinh học tự nhiên sẽ thuận lợi hơn so với sinh học nhân tạo

Chất rắn.

Nồng độ các chất rắn lơ lửng (SS) thường dao động rất lớn: về mùa khô rất thấpnhưng khi có mưa lại tăng đột ngột, thậm chí cao hơn hàng chục lần Chất rắn trongnước bao gồm các chất tồn tại ở dạng lơ lửng(SS) và dạng hòa tan Chất rắn ảnhhưởng xấu đến chất lượng nước, các nguồn nước có hàm lượng chất rắn cao thường

có vị và có thể tạo nên các phản ứng lý học không thuận lợi cho người sử dụng

 Cặn hữu cơ trong nước thải: có nguồn gốc từ thức ăn của người, động vật đã tiêuhóa và một phần nhỏ dư thừa thải ra và từ xác động vật chết, cây lá thối rữa tạonên

 Cặn vô cơ là các chất trơ, không bị phân hủy, đôi khi có những hợp chất vô cơ phứctạp (như sunphat) ở điều kiện nhất định có thể bị phân rã Cặn vô cơ có nguồn gốckhoáng chất như các muối khoáng , sắt, cặn, bùn, độ kiềm, độ cứng

Các chất hữu cơ:

- Cacbonhidrat, protein, chất béo… thường có mặt trong nước thải đô thị , nước thảicông nghiệp chế biến thực phẩm là các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học Trongnước thaỉ sinh hoạt, có khoảng 60-80% lượng chất hữu cơ thuộc loại dễ bị phân huỷsinh học.Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học thường ảnh hưởng có hại đến nguồnlợi thuỷ sản, vì khi bị phân huỷ các chất này sẽ làm giảm oxy hoà tan trong nước,dẫn đến chết tôm cá

- Các chất hữu cơ có độc tính cao thường là các chất bền vững, khó bị vi sinh vậtphân huỷ trong môi trường Một số chất hữu cơ có khả năng tồn lưu lâu dài trongmôi trường và tích luỹ sinh học trong cơ thể sinh vật Do có khả năng tích luỹ sinhhọc, nên chúng có thể thâm nhập vào chuỗi thức ăn và từ đó đi vào cơ thể conngười

Các hợp chất Photpho trong nước thải:

Photpho cũng giống như Nitơ, là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn sống và pháttriển trong các công trình xử lí nước thải Photpho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần

thiết cho sự phát triển của thảo mộc sống dưới nước, nếu nồng độ Photpho trongnước thải xả ra sông, hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng.Photpho thường ở dạng Photpho vô cơ và bắt nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu,ure, phân bón dùng trong nông nghiệp và từ các chất tẩy rữa dùng trong sinh hoạthằng ngày.

Các hợp chất của Nitơ trong nước thải.

- Nước thải sinh hoạt luôn có một số hợp chất chứa Nitơ Nitơ là chất dinh dưỡngquan trọng trong quá trình phát triển của vi sinh trong các công trình xử lí sinhhọc Một nhóm hợp chất chứa Nitơ là protein và các sản phẩm phân hủy của nónhư amoni axit là nguồn thức ăn hữu cơ của vi khuẩn Một nhóm khác của hợpchất hữu cơ chứa Nitơ có trong nước thải bắt nguồn từ phân và nước tiểu( ure) củangười và động vật Ure bị phân hủy ngay khi có tác dụng của vi khuẩn thànhamoni (NH4+) và NH3 là hợp chất vô cơ chứa Nitơ có trong nước thải Hai dạnghợp chất vô cơ chứa Nito có trong nước thải là Nitrat và Nitrit.Nitrat là sản phẩmoxy hóa của amoni (NH4 ) khi tồn tại oxy, thường gọi quá trình này là quá trìnhnitrat hóa Còn Nitrit (NO2-) là sản phẩm trung gian của quá trình nitrat hóa, nitrit

là hợp chất không bền vững dễ bị oxy hóa thành nitrat (NO3-)

Các vi sinh vật trong nước thải.

- Nước thải sinh hoạt chứa một lượng vi sinh vật gây bệnh rất lớn Một số loài visinh vật có trong nước thải đô thị như vi khuẩn, vi trùng, virus gây ra các bệnh tả,

lỵ, thương hàn…

- Nếu nước thải chưa qua xử lý mà xả thẳng ra nguồn tiếp nhận thì khả năng lây lanbệnh là rất lớn Điều này đòi hỏi phải có những công nghệ xử lý triệt để các nguồngây bệnh

Kim loại nặng: Các chất này bao gồm Cr, Cu, Pb, Hg…do các nhà máy thải ra Do

các chất này không thể phân hủy nên chúng có khả năng tích tụ trong chuỗi thức

ăn của hệ sinh thái Quá trình này bắt đầu với nồng độ thấp của các KLN tồn tạitrong nước hoặc cặn lắng, rồi sau đó được tích tụ nhanh trong các loài động thựcvật Cuối cùng đến sinh vật bậc cao nhất trong chuỗi thức ăn, nồng độ KLN đủ lớn

để gây ra độc hại

Dầu mỡ: là chất lỏng khó hòa tan trong nước, thường xuất hiện trong nước thải

sinh hoạt và nước thải trong một số nghiệp…gây tác động xấu đến chất lượngnguồn nước và đời sống các loài động thực vật

Bảng 1 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý.

Các chỉ tiêu Nồng độ

 Cố định(Fixed),mg/l

 Bay hơi,mg/l

145105

300200

525325Chất rắn lơ lửng,mg/l:

 Cố định,mg/l

 Bay hơi,mg/l

1002080

22055165

35075275

40152500

85355000Tổng photpho(theoP),mg/l:

413

835

15510

(Nguồn: Lâm Minh Triết, GT tính toán công trình XLNT, 2001)

3 Tác hại của các thành phần trong nước thải.

Tác hại đến môi trường của nước thải nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tạitrong nước thải gây ra

- COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây

thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trườngnước Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành

- Trong quá trình phân giải yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4…làmcho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH của môi trường

- SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.

- Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống

của thủy sinh vật nước

- Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ

độc thức ăn, vàng da,…

- Ammonia, P: là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ trong nước

quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa ( sự phát triển bùng phát của các loạitảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạc thở và diệt

vong các vi sinh vật, trong khi đó khi vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quátrình hô hấp của tảo thải ra)

- Màu: mất mỹ quan.

- Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy lên bề mặt.

4 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải.

Nguồn nước mặt là sông hồ, kênh rạch, suối, biển… nơi tiếp nhận nguồn thải từ khudân cư, đô thị, khu công nghiệp hay xí nghiệp Một số nguồn nước trong số đó lànguồn nước ngọt quý giá, sống còn của đất nước nếu bị ô nghiễm nước thải thì chúng

ta phải trả giá rất đắt và hậu quả rất khó lường Vì vậy nguồn nước phải bảo vệ khỏi sự

ô do nhiễm nước thải

Ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu là do tất cả các dạng nước thải chưa xử lý xả vàonguồn nước làm thay đổi các tính chất hóa lý và sinh học của nguồn nước Sự có mặtcủa các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên củanguồn nước và kìm hãm quá trình tự làm sạch của nguồn nước Khả năng tự làm sạchcủa nguồn nước phụ thuộc vào các điều kiện xáo trộn và pha loãng của nước thải vớinguồn Sự có mặt của các vi sinh vật, trong đó có các vi khuẩn gây bệnh, đe dọa tính

an toàn vệ sinh nguồn nước

Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước mặt đó là:

- Hạn chế nguồn nước thải xả vào nguồn nước.

- Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo quy định bằng cách áp dụng công

nghệ phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước Ngoài ra, việc nghiên cứu áp dụngcông nghệ sử dụng lại nước thải trong chu trinh kín có ý nghĩa đặc biệt quan trọng

II CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ.

1 Phương pháp cơ học

a) Thiết bị chắn rác:

Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác,có chức năng chắn giữcác chất bẩn thô (giấy,rau ,cỏ ,rác…), nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình vàthiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Song và lưới chắn rác được cấu tạo bởi cácthanh song song, các tấm lưới đan thép có đục lỗ…tùy theo kích cỡ các mắt lưới haykhoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay rác tinh.Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại làm sạch bằngtay, loại làm sạch bằng cơ giới

b) Bể điều hòa:

Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự tác động về lưu lượng và tảilượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả các công trình xử lý sau, phí và kích thước của cácthiết bị này

Có 2 loai bể điều hòa:

 Bể điều hòa lưu lượng

 Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

Các phương án bố trí bể điều hòa co thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoàidòng thải xử lý Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao độngthành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa ngoàidòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó Vị trí tốt nhất để bố trí bể điềuhòa cần được xác định cụ thể cho từnge hệ thống xử lý, và phụ thuộc vào loại xử lý,đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải

c) Bể lắng cát:

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

Bể lắng cát gồm các gồm những loại sau:

 Bể lắng cát ngang: Có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể Bể

có tiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể

 Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên trên theo than bể Nước được dẫn

theo ống tiếp tuyến với phần dưới trụ vào bể Chế độ dòng chảy khá phức tap, nướcvừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi đó các hạtcát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy

 Bể lắng cát tiếp tuyến: Là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được dẫn 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 tăng hiểu quả

xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông minh một giàn thiết bị phun khí Dàn nàyđược đặt bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy bể với một vận tốc đủ

để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phân tử nặng có thểlắng

e) Lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải,

mà các bể lắng không thể loại được chúng Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ cácvật liệu lọc, vách ngăn xốp,cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại Vật liệulọc được sử dụng thường là cát thạch anh, than cốc,hoặc sỏi,thẩm chí cả than nâu,thanbùn hoặc than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiệnđịa phương

Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược,lọc chảy xuôi…

2 Phương pháp hóa lý.

Thực chất của phương pháp hóa lí là lợi dụng tính chất hóa lý của nước thải để cónhững tác động vật lý và hóa học nhằm tăng cường các quá trình tách các chất bẩn rakhỏi nước Ví dụ khi người ta đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, nó sẽ tác dụngvới các tạp chất bẩn tạo thành các tạp chất khác dưới dạng cặn hoặc hòa tan không cònmang tính độc nữa,…

Các phương pháp hóa- lý thông dụng nhất là: trung hòa, keo tụ, trích ly, bay hơi, tuyểnnổi, hấp thụ, hấp phụ, trao đổi, xử lý bắng màng, chưng bay hơi, oxi hóa khử……….Tùy thuộc vào điều kiện phương và yêu cầu vệ sinh, … mà phương pháp làm sạch hóahọc, hóa lý là giải pháp cuối cùng hay chỉ là giai đoạn làm sạch sơ bộ cho các giaiđoạn tiếp theo

Một số phương pháp được dung trong xử lí nước thải đô thị: phương pháp tuyển nổi

và phương pháp hấp phụ

a) Phương pháp tuyển nổi:

- Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất rắn không tanhoặc tan hoặc lỏng có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm nền Nếu sự khácnhau về tỉ trọng đủ để tách , gọi là tuyển nổi tự nhiên

- Trong xử lí chất thải tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và nénbùn cặn, thường dùng để vớt dầu mỡ có trong nước thải sinh hoạt trong nước thảisinh hoạt lượng dầu mỡ xuất hiện rất nhiều từ các nhà hàng, nhà ăn…

- Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử hoàn toàncác hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn khi các hạt đã nổi lên bề mặt,chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt hiệu suất phụ thuộc vào số lượng

và kích cỡ hạt cần lắng , khoảng 20- 30 m

- Các loại tuyển nổi thường hay dùng là:tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị

cơ học; tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén qua các vòi phun, quacác tấm xốp; tuyển nổi sinh học và hóa học………

b) Phương pháp hấp phụ:

- Hấp phụ là phương pháp xử lí dựa trên nguyên tắc: chất ô nhiễm tan trong nước có

thể được hấp phụ trên bề mặt một số chất rắn, gọi là chất hấp phụ

- Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hòa tan vào nước mà

phương pháp xử lí sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm

lượng rất nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc cácchất có mùi vị và màu khó chịu.

- Các chất hấp phụ thường dùng: than hoạt tính, đất set hoặc silicagel, keo nhôm, một

chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất như xi mạ, sắt… Trong số này, thanhoạt tính là phổ biến nhất Lượng chất hấp phụ này phụ thuộc vào khả năng hấp phụcủa tính chất và hàm lượng chất bẩn trong nước thải

- Quá trình hấp phụ để xử lí nước thải có thể xảy ra trong điều kiện khuấy trộn mạnh

hổn hợp chất hấp phụ và nước thải.Ngoài ra, cũng có thể lọc nước thải qua lớp chấthấp phụ chứa cố định trong các chất hấp phụ Sự dụng phương pháp hấp thụ có thểhấp phụ đến 58% - 95% các chất hữu cơ và màu

3 Phương pháp sinh học.

Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt độngcủa VSV có khả năng phân hóa những hợp chất hữu cơ, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡnghoại sinh có trong nước thải Các chất hữu cơ bị nhiễm bẩn sau khi phân hóa trở thànhnước, các chất vô cơ hay các khí đơn giản

Nước thải đô thị thường sử dụng một số hệ thống sinh học để xử lý như sau:

a) Aerotank

- Trong môi trường nước, điều kiện hiếu khí rất hạn chế, lượng oxi hòa tan có giới

hạn , diện tiếp xúc với không khí thường ở lớp nước trên Sự có mặt của vi khuẩn dịdưỡng, hoại sinh chiếm chủ yếu trong nước thải  vai trò làm sạch nước bẩn chủyếu là vi khuẩn Việc kết hợp lượng vi khuẩn có sẵn trong nước thải, cung cấp thêmbùn hoạt tính và quá trình sục khí đi kèm đã đem lại hiệu quả cao cho việc xử lýnước thải nói chung, nước thải sinh hoạt nói riêng

- Xử lý nước thải bằng aeroten ra đời cũng dựa trên nguyên lý này Ở hệ thống này,

quá trình xử lý các chất hữu cơ được OXH thành CO2, NH4+, H2O và sinh khối visinh vật Nguồn oxy cung cấp cho quá trình OXH nhờ quá trình khuếch tán thôngqua việc đảo trộn cơ học hoặc thổi khí

- Tuy nhiên cần lưu ý một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước

thải như: lượng oxy hòa tan trong nước (DO), nồng độ cho phép của chất bẩn hữu

cơ để đảm bảo cho aeroten hoạt động có hiệu quả, các chất có độc tính có trongnước thải có thể ảnh hưởng đến đời sống của vi sinh vật, pH của nước thải ( pHthích hợp cho xử lý nước thải ở aeroten là 6,5-8,5 ), nhiệt độ ( hầu hết các vi sinhvật có trong nước thải là các thể ưa ấm )

- Sau khi qua bể aeroten, nước thải có thể loại bỏ được 80 – 95% BOD.

b) Lọc sinh học

- Lọc sinh học được áp dụng đầu tiên ở Mỹ năm 1981, và sau đó là các nước khác

như Anh, Đức …

- Nguyên lý của lọc sinh học dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng lọc

sinh học, OXH các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các màng sinh học là quầnthể các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn ) hiếu khí, kỵ khí và kỵ khí tùy tiện

- Lọc sinh học đang được dùng hiện nay có 2 loại:

 Lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập trong nước

 Lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc đặt ngập trong nước

- Vật liệu lọc có thể sử dụng như: đá dăm, đá cuội, than đá, than cốc, gỗ mạnh …

c) Mương oxy hóa

- Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của Aerotan khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc

trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính

- Thường sử dụng đối với nước thải có độ ô nhiễm bẩncao BOD20 = 1000 ÷5000mg/l Do tính đơn giản của mương oxy hóa mà nó được sử dụng rộng rãi đểXLNT sinh hoạt và công nghiệp…

- Hiện nay có hai kiểu chính là kiểu Pasver sử dụng khi công suất nhỏ và kiểu

Carrousel sử dụng khi công suất lớn Khi áp dụng mương ôxy, không cần bể lắngđợt I và cũng không cần xử lý bùn riêng Mương ôxy thực sự tối ưu khi nồng độnhiễm bẩn cao và yêu cầu mức độ xử lý cũng cao, còn trường hợp ngược lại thì phảicân nhắc kỹ

d) Ao hồ sinh học

Các ao hồ sinh học được sử dụng với các mục đích xử lý sinh học bậc 2 hay xử lý

NT đã qua các hệ thống xử lý sinh học khác như bùn hoạt tính, lọc sinh học…Ao sinhhọc cũng được dùng để xử lý bùn Ao hồ sinh học vừa đóng vai trò oxy hóa sinh học,vừa là hệ lắng

Ưu điểm của ao hồ sinh học là chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì thấp; dễ vậnhành; cho phép sử dụng các ao hồ, khu trũng có sẵn

Các loại ao hồ thường được phân loại như sau:

PHẦN II TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH

1 Cơ sở lựa chọn công nghệ

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu đô thị loại I với các thông số sau:

Bảng 2: Yêu cầu đầu ra các thông số trên theo cột B - TCVN 5945:2005:

Nguyên tắc để lựa chọn công nghệ:

Để lựa chọn các giải pháp công nghệ thích hợp xử lý nước thải ở nước ta hiện nay,cần dựa trên 4 nguyên tắc cơ bản:

1) Phù hợp với điều kiện tự nhiên của từng khu vực, từng đô thị;

2) Phù hợp với thành phần, tính chất của nước thải;

3) Phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội và từng đô thị;

4) Kết hợp trước mắt và lâu dài: Đầu tư xây dựng theo khả năng về tài chính,nhưng luôn bám sát một dây chuyền công nghệ hoàn chỉnh nhằm từng bước hoànthiện công nghệ hiện đại trong tương lai

Trên cơ sở dựa trên nguyên tắc lựa chọn công nghệ nhóm 5 xin đưa ra 2 phương án

xử lý:

Phương án 1:

Thuyết minh công nghệ:

 Nước thải sinh hoạt được thu gom bằng hệ thống thoát nước sinh hoạt của khudân cư dẫn về trạm xử lý qua song chắn rác đi vào bể lắng cát thổi khí Tại bểlắng cát thổi khí, các chất rắn vô cơ có trọng lượng lớn sẽ bị tách ra khỏi nước

và được xả ra sân phơi cát Sau đó nước thải được dẫn đến bể lắng bậc I

 Sau khi lắng, nước thải tự chảy đến bể aerotank Tại đây nước thải được xử lýsinh học lơ lửng hiếu khí Quá trình hiếu khí được duy trì bằng hệ thống phânphối khí được bố trí trong bể và máy thổi khí

 Nước thải sau khi ra khỏi bể aerotank được dẫn đến bể lắng bậc II Bể lắng bậc

II làm nhiệm vụ tách bùn hoạt tính và nước sau xử lý sinh học Bùn hoạt tínhmột phần được hồi lưu lại bể aerotank, một phần được thải bỏ ra sân phơi bùn

 Nước từ bể lắng bậc II được cho qua ao xử lý sinh học triệt để để xử lý vikhuẩn và một phần hợp chất N, P Nước sau khi chảy qua ao sinh học là nướcsau xử lý, đạt tiêu chuẩn loại B – TCVN 5945 : 2005

Phương án 2:

Thuyết minh công nghệ:

Phương án 2:

 Nước thải từ khu dân cư trước khi đi vào bể lắng cát thổi khí được cho qua song chắn rác (SCR) và dồn về hầm bơm tiếp nhận Khi qua SCR, các thành phần như nhánh cây, gỗ, nhựa, lá cây, rễ cây, giẻ rách,…bị giữ lại và được thu gom thủ công cho vào thùng chứa rác

 Bể lắng cát có nhiệm vụ tạo thời gian lưu và thu giữ các hạt cát sỏi có kích thước lớn hơn 0,2 mm Hệ thống có 2 đơn nguyên hoạt động luân phiên nhau

Từ đây, nước thải được đưa thẳng qua mương oxy hóa mà không cần qua bể lắng I

 Tại mương oxy hóa, dưới quá trình phân hủy của các vi sinh vật, phần lớn các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học đều bị khoáng hóa trong vùng hiếu khí Tại vùng thiếu khí của mương oxy hóa, xảy ra quá trình khử các nguyên tố nitơ,phốtpho, để đảm bảo hàm lượng không vượt quá mức tiêu chuẩn khi thải ra môitrường bên ngoài Mương oxy hóa hoạt động theo nguyên tắc của bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng kết hợp với bể lắng bậc II đặt ngay phía sau mương

 Bể lắng bậc II được xây dựng theo mô hình bể lắng ly tâm có thời gian lưu nước từ 1,5 – 3h Dưới tác dụng của trọng lực và lực ly tâm các hạt bông bùn hoạt tính sa lắng xuống đáy Một phần bùn hoạt tính được tuần hoàn trở lại mương oxy hóa, phần bùn dư được đưa ra sân phơi bùn Bùn được tách nước vàđưa đi làm phân bón cây

 Nước thải sau khi qua hệ thống có các chỉ tiêu thỏa mãn với yêu cầu xả thải và được xả vào nguồn nước mặt của địa phương

Lựa chọn công nghệ:

Cả 2 phương án trên đều cho hiệu quả xử lý tốt Nước thải sau khi xử lý đạt yêucầu Tuy nhiên phương án 1 có ưu điểm hơn là: đòi hỏi diện tích ít hơn, COD

và BOD5 của nước thải không quá cao nên không yêu cầu hệ thống phức tạp…

Do đó, nhóm tôi chọn phương án 1 là phương án chính

3 Tính toán thiết kế.

- Ta có:

100.165.9000 1485100

c

(m3/ngđ)80