Tổng quan quy trình xử lý nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

Để giải quyết khó khăn này, góp phần thúc đẩy quá trình xử lí nước thải diễn ra tốt phục vụ cho nhu cầu của người dân em đã tiến hành tìm hiểu về đề tài “Tổng quan quy trình xử lí nước t

Tổng quan quy trình xử lý nước thải

đô thị bằng phương pháp sinh học

trong điều kiện nhân tạo

GVHD : ThS Trần Văn Tiến SVTH : Hoàng Thị Diệu Hương

MỤC LỤC

Mở đầu: giới thiệu chung về xử lí nước thải đô thị

Chương 1: Những vấn đề chung về xử lí nước thải đô thị 1

1.1 Phân loại và thành phần nước thải……… 1

1.1.1 Nguồn gốc xuất xứ……… 1

1.1.2 Lưu lượng thải và chế độ thải nước……….1

1.1.2.1 Nước thải sinh hoạt……… 1

1.1.2.2 Nước thải công nghiệp……… 2

1.1.3 Thành phần và tính chất nước thải……… 4

1.1.3.1 Nước thải sinh hoạt……… 4

1.1.3.2 Nước thải công nghiệp……… 5

1.1.4 Các tiêu chuẩn phải đạt được sau khi áp dụng các phương pháp xử lí…………9

1.2 Các giai đoạn và các phương pháp xử lí nước thải đô thị……….10

1.2.1 Xác định mức độ cần xử lí nước thải đô thị……… 10

1.2.1.1 Xác định mức độ cần thiết xử lí nước thải theo chất lơ lửng……… 10

1.2.1.2 Xác định mức độ cần thiết xử lí nước thải theo lượng ôxi hòa tan trong nước nguồn………10

1.2.1.3 Xác định mức độ cần thiết xử lí nước thải theo BOD……….10

1.2.2 Điều hòa lưu lượng và nồng độ……… 11

1.2.3 Phương pháp cơ học……… 12

1.2.4 Phương pháp hóa lí……….14

1.2.4.1 Phương pháp hóa học……… 15

1.2.4.2 Phương phap hóa lí……… 16

1.2.5 Phương pháp sinh học………16

1.2.5.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí……….17

1.2.5.2 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học kị khí………17

1.2.5.3 Các công trình xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học………17

1.2.6 Xử lí và sử dụng cặn……… 20

1.2.6.1 Thành phần và tính chất của bùn cặn nước thải……… 20

1.2.6.2 Các phương pháp xử lí bùn cặn nước thải……… 21

1.2.6.3 Sử dụng cặn……….24

1.2.7 Khử trùng nước thải- xã nước thải đã sử lí vào nguồn……… 24

1.2.7.1 Cơ chế khủ trùng nước thải……….24

1.2.7.2 Các phương pháp khử trùng nước thải………25

1.2.8 Sơ đồ công nghệ tổng quan………27

Chương 2: Xử lí nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo……… 28

2.1 Bể lọc sinh học……… 29

2.1.1 Bể biôphin nhỏ giọt………31

2.1.1.1 Hình vẽ………31

2.1.1.2 Nguyên lí làm việc……… 32

2.1.1.3 Cấu tạo……….32

2.1.1.4 Hiệu quả xử lí……… 33

2.1.2 Bể biôphin cao tải……… 33

2.2 Bể aerôten……… 35

2.2.1 Nguyên lí làm việc của bể aerôten……….36

2.2.2 Phân loại bể aerôten……… 38

2.2.2.1 Theo nguyên lí làm việc……… 38

2.2.2.2 Phân loại theo sơ đồ công nghệ……… 38

2.2.2.3 Cấu trúc dòng chảy……… 39

2.2.3 Sơ đồ xử lí nước thải ở bể aerôten……… 40

2.2.4 Cấu tạo bể aerôten……… 43

2.2.4.1 Bể aerôten kiểu hành lang……… 43

2.2.4.2 Bể aerôten lắng kết hợp……… 45

2.3 Tổng hợp và so sánh các thiết bị……… 47

Danh mục các bảng và hình ảnh

Bảng 1: Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng… 2

Bảng 2: Lượng chất bẩn một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước…… 3

Bảng 3: Nhu cầu cấp nước và lượng nước thải một số ngành công nghiệp………… 3

Bảng 4: Thành phần nước thải khu dân cư……….5

Bảng 5: Các tác nhân ô nhiễm điển hình trong nước thải……… 6

Bảng 6: Trị số trung bình một số thành phần trong nước thải đô thị……….8

Bảng 7: Các tiêu chuẩn phải đạt được sau khi áp dụng các phương pháp xử lí………9

Bảng 8: Nồng độ giới hạn của các chất trong hỗn hợp nước thải đô thị váo nước thải sông hồ tại tiết diện tính tôans ở hạ lưu cống xả……… 11

Hình 1: Sơ đồ hệ thống các công trình xử lí nước thải bằng phương pháp cơ học… 13

Hình 2: Hệ thống xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lí……… 15

Bảng 9: Các quá trình sinh học dung trong xử lí nước thải……… 18

Bảng 10: Thành phần và tính chất của bùn cặn nước thải………21

Hình 3: Sơ đồ tổng quan các quá trình xử lí bùn cặn nước thải……… 23

Bảng 11: Hiệu quả khử trùng sau các khâu xử lí nước thải……….24

Bảng 12: Cơ chế diệt khuẩn của các phương pháp khử trùng……….25

Hình 4: Bể lọc sinh học………29

Hình 5: Mặt cắt của bể lọc nhỏ giọt bằng vật liệu chất dẻo……….31

Hình 6: Bể biophin cao tải………34

Hình 7: Bể aeroten………35

Hình 8: Sơ đồ mặt cắt những khoang trong bể aeroten………44

Hình 9: Cấu tạo bể aeroten lắng kết hợp……… 46

LỜI MỞ ĐẦU

Nước là một tài nguyên quí của con người Mọi hoạt động sản xuất sinh hoạt đều cần dùng nước Chính vì vậy mà hàng ngày có một lượng lớn nước được tiêu thụ

và đồng thời cũng ngần ấy lượng nước thải được thải ra môi trường

Việt Nam chúng ta là một nước đang phát triển,và đang từng bước thực hiện công nghiệp hóa- hiện đại hoá đất nước Các khu công nghiệp, khu đô thị, khu vui chơi giải trí….lần lượt mọc lên để đáp ứng nhu cầu của người dân do đó lượng nước thải ra môi trường cũng lớn hơn rất nhiều nhưng phần lớn lại chưa có các biện pháp

xử lí cụ thể, chỉ có một số ít doanh nghiệp có hệ thống sử lí ,còn lại hầu như là thải trực tiếp ra môi trường từ đó gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng tới sức khoẻ đời sống của nhân dân, ảnh hưởng tới sản xuất cũng như gây mất mĩ quan

đô thị

Bên cạnh đó, việc bảo vệ và cung cấp nước sạch cho sự sống của muôn loài sinh vật là vô cùng quan trọng Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nguồn nước sạch, việc thải và xử lí nước bị ô nhiễm trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc của toàn thể xã hội Mặc dù Việt Nam đã dạt được những tiến bộ đáng kể trong việc phục hồi, phát triển và nâng cấp các cơ sở hạ tầng trong thập kỉ qua nhưng cơ sở hạ tầng của nước ta vẩn còn kém xa nhiều nước khác ở Châu Á Ở các khu dân cư, đô thị có

hệ thống xử lí nước thải còn lạc hậu, chủ yếu là thải ra các sông, hồ… gây mất vệ sinh và làm ô nhiễm các nguồn nước trên

Để giải quyết khó khăn này, góp phần thúc đẩy quá trình xử lí nước thải diễn ra tốt phục vụ cho nhu cầu của người dân em đã tiến hành tìm hiểu về đề tài “Tổng quan quy trình xử lí nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo”

Do lần đầu tìm hiểu về đề tài cũng như tài liệu còn hạn chế nên dù cố gắng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Mong được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để

* Nước thải sinh hoạt hoạt là nước đã được sử dụng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sơ dịch vụ, Như vậy, nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người Một số các hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh viện, trường học, nhà ăn, cũng tạo ra các loại nước thải có thành phần và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60%

* Nước chảy tràn: Đây là lọa nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi keo theo các chất cặn bã dầu mỡ khi đi vào hệ thống thoát nước Nồng độ chất bẩn trong nước mưa phụ thuộc hàng loạt vào các yếu tố như cường độ mưa, thời gian mưa, đặc điểm mặt phủ, độ bẩn đô thị và không khí Nước chảy tràn chiếm khoảng 10-14%

* Nước thải công nghiệp là nước được sử dụng như nguyên liệu, phương tiện sản xuất Nước còn được dùng để giải nhiệt, lam nguội thiết bị, làm sạch bụi và khí độc hại Ngoài ra còn được sử dụng để vệ sinh công nghiệp, cho nhu cầu tắm rửa, ăn ca, tắm rửa của công nhân

1.1.2 Lưu lượng nước thải và chế độ thải nước

1.1.2.1 Nước thải sinh hoạt

Lượng nước thải sinh hoạt chua khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là từ 100 dến 250

l/người.ngày đêm (đối với các nước đang phát triển) và từ 150 đến 500 l/người.ngày đêm (đối với các nước phát triển) Ở nước ta hiện nay, tiêu chuẩn cấp nước dao động từ

150 đến 180 l/người.ngày Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt

từ 50 đến 100 l/người.ngày Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 90 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước Ngoài ra lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của người dân

Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụ thuộc vào loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ trong đó Tiêu chuẩn thải nước của một số loại cơ sở dich vụ và công trinh công cộng được nêu trong bảng 1

Bảng 1 Tiêu chuẩn thải nước một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng

Lượng nước thải từ cơ sở thương mại và dịch vụ cũng có thể được chọn từ 15 đến 25 % tổng lượng nước thải của toàn thành phố

Trong quá trình sinh hoạt, con người xả vào hệ thống thoát nước một lượng chất bẩn nhất định, phần lớn là các loại cặn, các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng Ở nước ta tiêu chuẩn xây dựng mới TCXDVN 51:2006 những quy định về lượng chất bẩn tính cho một người dân đô thị xả vào hệ thống nước thoát nước trong một ngày như bảng 2

Bảng 2 Lượng chất bẩn một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước

- Chất rắn lơ lửng (SS)

7 1,7

10 2- 2,5

1.1.2.2 Nước thải công nghiệp

Nhu cầu về cấp nước và lượng nước thải sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình, công nghệ sản xuất, loại và thành phần nguyên vật liệu, sản phẩm, công suất nhà máy, đặc điểm hệ thống cấp nước, Nhu cầu cấp nước của một số ngành sản xuất được nêu trong bảng 3

Bảng 3 Nhu cầu cấp nước và lượng nước thải một số ngành công nghiệp

Luyện kim đen

1.1.3 Thành phần và tính chất nước thải

Nước thải đô thị là tổ hợp hệ thống phức tạp các thành phần vật chất, trong đó

chất nhiễm bẩn thuộc nguồn gốc hữu cơ và vô cơ thường tồn tại dưới dạng không hòa tan Các chất hữu cơ như COD (nhu cầu ôxy hoá học), BOD (nhu cầu ôxy sinh hoá), TSS, dầu mỡ… Ngoài ra còn có chứa nhiều các thành phần các chất hoạt động bề mặt

như chất tẩy rửa, xà phòng, nước rửa chén bát…

Thành phần và tính chất nhiễm bẩn phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện thiết bị,

tình trạng làm việc của mạng lưới, tập quán sinh hoạt và mức sống của người dân… Do tính chất hoạt động của đô thị mà chất nhiễm bẩn nước thải thay đổi theo thời gian

1.1.3.1 Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng chất hữu cơ lớn (từ 55 đến 65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có vi sinh vật gây bệnh Đồng thời trong nước thải còn có nhiều vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình chuyển hóa chất bẩn trong nước Thành phần nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát nước, điều kiện trang thiết bị vệ sinh,… Nồng độ các chất nhiễm bẩn trong nước thải sinh hoạt được nêu trong bảng 4

Bảng 4 Thành phần nước thải khu dân cư

Chỉ tiêu Trong khoảng Trung bình

Tổng chất rắn (TS), mg/l

- Chất rắn hòa tan (TDS), mg/l

- Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l

350- 1200 250- 850 100- 350

40

15

25 0,05 0,2

1.1.3.2 Nước thải công nghiệp

Thành phần và tính chất của nước thải công nghiệp phụ thuộc vào nhiều yếu tố (

lĩnh vực sản xuất công nghiệp, nguyên liệu tiêu thụ, chế độ công nghệ, lưu lượng đơn

vị tính trên sản phẩm v.v…) và rất đa dạng Trong thành phố phát triển, theo tài liệu nước ngoài, khối lượng nước thải công nghiệp chiếm khoảng 30-35% tổng lưu lượng nước thải đô thị Vì vậy, khi tính toán công trình xử lý chung nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp người ta căn cứ vào chất nhiễm bẩn sinh

Nước thải sản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp được chia thành hai nhóm: nhóm nước thải sản xuất không bẩn (quy ước sạch) và nước bẩn Nước thải sản xuất không bẩn chủ yếu tạo ra khi làm nguội thiết bị, giải nhiệt trong các trạm làm lạnh, ngưng tụ hơi nước,

Nước thải sản xuất bẩn có thể chứa nhiều loại tạp chất với nồng độ khác nhau,

có loại chứa chất bẩn chủ yếu là chất vô cơ Đa số nước thải sản xuất đều chứa hỗn hợp chất bẩn Thành phần tính chất của nước thải sản xuất rất đa dạng và phức tạp Một số loại nước thải có chứa các chất độc hại như nước thải mạ điện chứa kim lọa nặng: crôm, niken, nước thải lò giết mổ, chế biến thuốc phòng dịch lại nguy hiểm về mặt

vệ sinh, bệnh dịch Các chất bẩn điển hình trong nước thải một số ngành công nghiệp được nêu trong bảng 5

Bảng 5: Các tác nhân ô nhiễm điển hình trong nước thải công nghiệp

Chế biến rau quả đồ

hộp

lắng được, tổng N, tổng P

TDS, độ màu, mùi, độ đục

nặng, dầu mỡ, phenol, sunphua

nhiệt độ

Cu, Fe, TDS, Zn

Để xác định tính chất của nước thải người ta thường xác định một số chỉ tiêu đặc trưng nhất về chất lượng và sử dụng để thiết kế công trình xử lý Các chỉ tiêu đó là: nhiệt độ, mùi vị, độ trong, độ pH, chất tro và chất không tro, hàm lượng chất lơ lững, chất lắng đọng, BOD, COD, hàm lượng các chất liên kết khác nhau của nitơ, phốt pho,

clorid, sulfat, ôxy hoà tan, chất nhiễm bẩn hữu cơ Tuỳ thuộc vào từng thời điểm mà

lưu lượng nước thải khác nhau, ví dụ ở những giờ cao điểm thì nhu cầu sử dụng nước nhiều nên lượng nước thải xả ra nhiều hơn

Thành phần nước thải đô thị được giới thiệu ở bảng sau:

Bảng 6 Trị số trung bình một số thành phần trong nước thải đô thị

Các thông số Tỉ lệ thay đổi Phần lắng gạn

thải và nguồn không có mùi và vị

có màu khi nhìn qua cột nước cao

1.2 CÁC GIAI ĐOẠN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 1.2.1 Xác định mức độ cần xử lý nước thải đô thị

Nước thải trước khi xả vào nguồn cần phải xử lý đảm bảo yêu cầu của “Quy chế bảo vệ môi trường”, đảm bảo các yêu cầu vệ sinh nguồn nước và những mục đích kinh

tế kỹ thuật và xã hội

Việc xác định đúng mức độ cần thiết phải xử lý nước thải phù hợp với những tiêu chuẩn yêu cầu vệ sinh sẽ giảm được kinh phi xây dựng công trình vì có thể dùng ngay nguồn nước để xử lý nước thải Việc xây dựng hệ thống thoát nước thường tiến hành theo đợt, số lượng nước thải xả vào nguồn cũng tăng lên dần dần Bởi vậy mức độ

xử lý nước thải ở mỗi giai đoạn cũng có thể khác nhau

Để xác định mức độ cần thiết biết các số liệu về thủy văn, lượng cân bằng ôxy… Mức độ cần thiết xử lý, theo nguyên tắc, phải xét đầy đủ các mặt: hàm lượng cặn, lượng oxi hòa tan, BOD, pH, độ màu, mùi vị, màu sắc… Sau đây xét một vài yếu

tố chính

1.2.1.1 Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng

Hiện nay, các sông hồ có hàm lượng cặn lơ lửng vượt quá các quy định nêu trong TCVN5942-1995 Tuy nhiên, các nguồn nước này vẫn phải được quy hoạch phục

vụ cho mục đích sử dụng (cho mục đích loại A hoặc B) Vì vậy, theo tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 51:2006, khi xả ra nguồn nước mặt loại A, nước thải không được làm cho hàm lượng cặn lơ lửng trong sông hồ tại điểm kiểm tra tăng quá 1,0 mg/l và khi xả vào nguồn loại B không được làm tăng quá 2,0 mg/l

1.2.1.2 Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải theo lượng oxi hòa tan trong nước nguồn

Nếu thiếu số liệu về quá trình thẩm lậu oxi vào nước nguồn, việc xác định mức

độ cần thiết xử lý nước thải sẽ tiến hành theo lượng ôxy hòa tan với điều kiện vệ sinh Khi đó coi như chất bẩn hữu cơ được ôxy hóa nhờ ôxy sẳn có trong nước nguồn

1.2.1.3 Xác định mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD

Mục đích của việc xác định hàm lượng BOD trong nước thải khi xả ra nguồn tại điểm tính toán, nước sông có BOD thấp hơn hoặc bằng nồng độ giới hạn cho phép và hàm lượng ôxy hòa tan lớn hơn hoặc bằng giá trị quy định theo TCVN 5942-1995 hoặc các tiêu chuẩn khác

Bảng 8: nồng độ giới hạn của các chất trong dòng hỗn hợp nước thải đô thị vào nước sông, hồ tại tiết diện tính toán ở hạ lưu cống xả (giáo trình xử lý nước thải

đô thị của PGS.TS TRẦN ĐỨC HẠ bảng 2.1 trang 34)

Chỉ tiêu Nguồn loại A Nguồn loại B

Hàm lượng cặn lơ lửng cho phép tăng

không quá, mg/l

Nước thải thường có lưu lượng và thành phần các chat bẩn không ổn định theo thời gian trong một thời ngày đêm Sự dao động này nếu không được điều hòa sẽ ảnh hưởng đến chế độ công tác của trạm xử lý nước thải, đồng thời gây tốn kém nhiều về xây dựng cơ bản và quản lí Thông thường khi thiết kế phải tính đến lưu lượng giờ lớn nhất và hàng loạt những thay đổi theo lưu lượng, như thể tích bể chứa, công suất máy bơm, tiết diện ống đẩy …

Khi lưu lượng nồng độ nước thải thay đổi thì khich thước bể lắng, bể trung hòa

và thiết bị xử lí của những coong đoạn tiếp theo cũng lớn hơn, chế độ làm việc nói chung la mất ổn định

Do vậy, lưu lượng nước thải đưa vào xử lí cần thiết phải điều hòa nhằm tạo dòng nước thải vào hệ thống xử lí hầu như không đổi, khắc phục những khó khăn cho chế độ công tác do lưu lượng nước thải dao động gây ra và đồng thời nâng cao hiệu suất xử lí cho toàn bộ dây chuyền Kĩ thuật điều hòa được ứng dụng cho từng trường hợp phụ thuộc vào đặc tính thu gom nước thải

- Để tách các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hoặc bé hơn nước dùng bể lắng:

* Các chất lơ lửng nguồn gốc khoáng (chủ yếu là cát) được lấng ở bể lắng cát

Hình 1 Sơ đồ hệ thống các công trình xử lí nước thải bằng phương pháp cơ học

Xử lý cơ học là khâu sơ bộ chuẩn bị cho sủ lý sinh học tiep theo Song trong

nhiều trường hợp đối với nước thải công nghiệp nó cũng là một khâu độc trong vong

cấp nước tuần hoàn hoăc có thể xã thẳng ra nguồn XLNT bằng phương pháp cơ học

thường thực hiện trong các công trình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể

tách dầu mỡ Đây là các thiết bi, công trình xử lý sơ bộ tại chỗ tách các chất phân tán

Lọc

áp lực

Lọc chân không

Lọc băng chuyền

Lắng trọng lực truyền thống kết hợp tách dầu, mỡ

Lắng qua

tầng cặn

lơ lửng

Ép lọc

thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định

Phương pháp xữ lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp chất không tan, tuy nhiên BOD của phần nước không giảm Để tăng cường quá trình xữ lý

cơ học, người ta làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xữ lý của các công trình cơ học có thể tăng lên đến 75% và BOD giảm đi 10-15%

1.2.4 Phương pháp hóa học và hóa lý

Thực chất của phương pháp xử lý hóa học là đưa và nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học tạo thành chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hay gây ô nhiễm môi trường Ví dụ phương pháp trung hòa nước thải chứa axit và kiềm, phương pháp oxi hóa

Sơ đồ hệ thống các biện pháp xử lý hóa học và hóa lí nước thải được nêu trên hình 2

Hình 2 Hệ thống xử lí nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lí

1.2.4.1 Phương pháp hóa học

Thực chất của phương pháp xử lý hóa học là đưa vào nước thải chất phản ứng

nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học tạo thành chất khác dưới

dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hay gây ô nhiễm môi trường Ví dụ

như phương pháp trung hòa nước thải chứa axit và kiềm, phương pháp oxi hóa Xử lí

nước thải bằng phương pháp hóa học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền công

nghệ xử lí trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại

Ôxy hóa khử hóa học

Trao đổi cation

Điện hóa Ôzon hóa Ôxy hóa UV (quang hóa) Than hoạt tính Nhôm hoạt tính Làm thoáng (thổi khí)

Trao đổi anion Hấp thụ

Trao đổi ion

1.2.4.2 Phương pháp hóa lý

Các phương pháp hóa lý thường được ứng dụng để xử lý nước thải là keo tụ, hấp thụ, trích ly, bay hơi, tuyển nổi… Căn cứ vào điều kiện địa phương và yêu cầu vệ sinh mà phương pháp háo lý là giải pháp cuối cùng hoặc là giai đoạn xử lý sơ bộ cho các giai đoạn xử lý tiếp theo

Đó là cho các hóa chất (keo tụ và trợ keo tụ) để tăng cường tách các tạp chất không tan keo và mất một phần chất hòa tan ra khỏi nước thải; chuyển các hóa chất tan thành không tan và lắng cặn hoặc thanh các chất không độc; thay đổi phản ứng (pH) của nước thải (phương pháp trung hòa), khử màu nước thải,…

Đây là khâu xử lý cuối cùng (nếu với mức độ xử lý đạt được, nước thải có thể

sử dụng lại) hoặc là khâu xử lý sơ bộ (: khử các chất độ hại hoặc các chất ngăn cản sự hoạt động bình thường của công trình xử lý, đảm bảo pH ổn định cho quá trình XLNT bằng phương pháp sinh học tiếp theo, chuyển các chất độc hại khó xử lý, khó làm lắng thành đơn giản hoặc lắng động keo tụ được,….)

1.2.5 Phương pháp xử lý sinh học

Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu la vi sinh vật dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Cho đến nay người ta đã xác định được rằng, các vi sinh vật có thể phân hủy được tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo Mức độ phân hủy và thời gian phân hủy phụ thuộc trước hết vào cấu tạo các chất hữu cơ, độ hòa tan trong nước và hang loạt các yếu tố ảnh hưởng khác

Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất

khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồng thời làm sạch (có thể là gần hoàn toàn) các chất hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ Do vậy trong xử lí sinh học, người ta phải loại bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải

pháp xử lí sinh học có thể khử các chất sulfite, muối amon, nitrat các chất chưa bị ôxi

sulfat

1.2.5.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh hiếu khí

Qúa trình xử lý nước thải được dựa trên sự ôxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ ôxy tự do hòa tan Nếu ôxy được cấp bằng thiết bị hoặc cấu tạo công trình, thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Ngược lại, nếu ôxy hòa tan và vận chuyển trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là quá trình

xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên

Các công trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo thường được dựa trên nguyên tắc hoạt động của bùn hoạt tính (bể aerôten trộn, kênh ôxy hóa tuần hoàn) hoặc màng sinh học (bể lọc sinh học, đĩa sinh học) Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên thường được tiến hành trong hồ (hồ sinh học ôxy hóa, hồ sinh học

ổn định) hoặc trong đất ngập nước (các loại bãi lọc, đầm lầy nhân tạo)

1.2.5.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Qúa trình xử lý được dựa trên cơ sơ phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các hệ thống thoát nước quy mô nhỏ và vừa người ta thường dùng các công trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng (làm trong nước) với phân hủy yems khí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng Các công trình được ứng dụng rộng rãi là các loại bể tự hoại, giêngs thấm, bể lắng hai vỏ (bể lắng Imhoff),

bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men, bể lọc ngược qua tầng cặn kỵ khí (UASB)

1.2.5.3 Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên: các công

trình lọc nước thải qua đất (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc) hoặc các công trình chứa đầy nước thải như một hồ nước (hồ sinh học)

Điều kiện khí hậu và diện tích xây dựng hạn chế việc phát triển các phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo: gồm các

công trình aerôten, biophin,… Qúa trình ôxy hóa sinh học ở các công trình này diễn ra

mạnh hơn trên các cánh đồng tưới, cánh đồng lọc hoặc hồ sinh học Bởi vì có thể tạo điều kiện để các quá trinh này làm việc tốt Nếu yêu cầu xử lý nước thải mức độ cao, sau khi xử lý sinh học cần được nước thải xử lý hoàn chỉnh trong các bể lọc cát, máy vi lọc, bể lọc hấp thụ,…

Bảng 9: Các quá trình sinh học dung trong xử lí nước thải

- ổn định tiếp xúc

- Làm thoáng kéo dài

- Kênh ôxi hóa

- Bể sâu (90ft = 30m)

- Bể rộng – sâu Nitrat hóa sinh trưởng lơ lửng

Ổn định, khử BOD chứa cacbon

Quá trình lọc sinh học hoạt tính:

- Lọc nhỏ giọt – vật liệu rắn tiếp xúc

- Qúa trình bùn hoạt tính – lọc sinh học

- Quá trình lọc sinh học – bùn hoạt tính nối tiếp nhiều bậc

cacbon- nitrat hóa

Khử BOD chứa cacbon

Quá trình lọc kị khí

Ổn định, khử BOD chứa cacbon

Khử BOD chứa cacbon

Khử BOD chứa cacbon

Ổn định chất thải – khử

kết

Lớp vật liệu – thời gian kéo dài

nitrat hóa

Ôn định chất thải - khử nitrat hóa

1.2.6 Xử lý và sử dụng cặn

1.2.6.1 Thành phần và tính chất của bùn cặn nước thải

Thành phần của bùn cặn rất phức tạp, chúa nhiều chất hữu cơ và các nguyên tố

dinh dƣỡng nhƣ N, K, S, Fe,… Trong thành phần hữu cơ của bùn cặn co tới 80-85% là

prôtit, lipit và hydratcacbon Còn lại 15-20% là hợp chất mùn và lignin Thành phần

của bùn cặn nước thải nêu trong bảng 10:

Bảng 10: Thành phần và tính chất của bùn cặn nước thải

Cặn được thu hồi từ bể lắng đợt một và bùn (hình thành trong quá trình xử lý sinh học) tách ra tại bể lắng đợt hai Bùn cặn bao gồm nhiều phân tử rắn pha nước Ơ trạng thái tươi chúng có mùi và chứa nhiều vi khuẩn (co vi khuẩn gây bệnh) và trứng giun

b Các phương pháp xử lý bùn cặn

Để giảm lượng các chất hữu cơ trong cặn, người ta sử dụng các phương pháp:

- Lên men nhờ vi sinh vật yếm khí (bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong ủ bùn, bể mêtan)

- Ôn định hiếu khí bùn

Giảm độ ẩm của bùn cặn bằng cách lưu giữ trên sân phơi bùn hoặc hố phơi bùn hoặc bằng các phương pháp cơ học như lọc chân không, ép loc, lắng ly tâm, sấy và đốt cặn

Để giảm dung tích công trình cũng như đảm bảo cho quá trình xử lý ổn định, một

số loại bùn cặn có độ ẩm cao (như bùn hoạt tính dư có độ ẩm đến 99,2%s) cần phải được tách nước sơ bộ Qúa trình xử lý bùn cặn trong nước thải được nêu trên hình sau:

Hình 3: Sơ đồ tổng quan các quá trình xử lý bùn cặn nước thải

rữa)

Xử lý sơ bộ bùn cặn (làm tăng khả năng nhả nước của bùn cặn)

Làm khô bùn cặn (làm mất nước, giảm độ ẩm xuống dưới

cặn