XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỢ ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC

Các chất chứa trong nước thải bao gồm các chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh vật.Lượng chất hữu cơ chiếm 50 – 60 % tổng các chất bao gồm các chất hữu cơ thực vậtnhư: cặn bã thực vật, rau, hoa

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nước thải ở chợ đầu mối Thủ Đức:

1.1.1 Đặc tính của nước thải:

trong khu vực chợ

 Nước chảy tràn từ bể tự hoại của 5 nhà vệ sinh trong lồng chợ A

 Nước rửa các loại hàng hóa, nước rửa chợ

 Nước ép rác từ trạm xử lý rác của chợ

1.1.2 Thành phần và đặc tính nước thải:

Các chất chứa trong nước thải bao gồm các chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh vật.Lượng chất hữu cơ chiếm 50 – 60 % tổng các chất bao gồm các chất hữu cơ thực vậtnhư: cặn bã thực vật, rau, hoa, quả, giấy và các chất hữu cơ động vật như chất thải bàitiết của người, động vật và xác động thực vật Xét theo đặc tính hóa học thì chất hữu

cơ trong nước thải bao gồm protein chiếm 40 – 60%, hydrat cacbon chiếm 25-50%,chất béo dầu mỡ khoảng 10% Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác định bằngcác chỉ tiêu BOD hoặc COD Lượng chất vô cơ trong nước thải chiếm khoảng 40 – 42

% gồm cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ Vi sinh vật trong nước thải có nhiều loại vikhuẩn, virut, nấm, rong, tảo, trứng giun sán , một số loại vi sinh vật này có khả nănggây bệnh và có thể tạo thành dịch bệnh

Hiện tại yêu cầu thiết kế trạm xử lý nước thải của chợ có công suất 2000 m3/ ngàyđêm Kết quả phân tích một số chỉ tiêu của nước thải đầu vào ở trạm xử lý nước thải ởbảng 1.1

Bảng 1.1 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu của nước thải đầu vào ở trạm xử lý nước

thải của chợ đầu mối Thủ Đức

1.2 Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt:

Nước thải sinh hoạt nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải

xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau Một cách tổng quát, các phươngpháp xử lý nước thải chia làm các loại sau:

Bảng 1.2 Áp dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải

đồng nhất

nhưng vẫn giữ cặn ở trạng thái lơ lửng

hơn để tách cặn bằng lắng trọng lực và nén bùn

(6) Tuyển nổi Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ

trọng xấp xỉ tỷ trọng nước, hoặc sử dụng để nén bùnsinh học

hóa học

nước thải

Nguồn [3]

1.2.2 Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý:

Chủ yếu dựa vào các đặc tính hóa học, các phản ứng hóa học để xử lý nước thải.Mặc dù hiệu quả xử lý là cao nhưng do chi phí xử lý tốn kém và đặc biệt là có khảnăng tạo thành các sản phẩm phụ độc hại nên phương pháp này thường ít sử dụng

Bảng 1.3 Áp dụng các quá trình hóa học trong xử lý nước thải

lửng ở bể lắng bậc 1

học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học

Khử trùng bằng

chlorine

Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh Clorine là hóachất được sử dụng rộng rãi nhất

Khử trùng bằng BrCl2 Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh.

Khử trùng bằng Ozone Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng tia UV Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Nguồn [3]

1.2.3 Phương pháp sinh học:

Phương pháp sinh học thường được áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt Mục đích

xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các hạt keo không lắng;

ổn định ( phân hủy ) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵkhí Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường là các chất khí như

CO2, N2, CH4, H2S; các chất vô cơ như NH4+, PO43- và các tế bào mới

Các quá trình xử lý sinh học được chia làm 5 nhóm chính:

Mỗi quá trình có thể phân chia ra phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong

hệ thống tăng trưởng lơ lửng ( suspended- growth system ) hay hệ thống tăng trưởngbám dính ( attached- growth system ) hay hệ thống kết hợp

Phương pháp này còn được sử dụng nhiều do rẻ tiền và sản phẩm phụ của quátrình có thể tận dụng làm phân bón ( bùn hoạt tính ) hoặc tái sinh năng lượng ( khímêtan )

1.3 Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng biện pháp sinh học áp dụng hiện nay:

1.3.1 Công trình xử lý sinh học kỵ khí:

Quá trình xử lý khí dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong côngtrình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các công trình qui mô vừa và nhỏ người ta thườngdùng công trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng với sự phân hủy kỵ khí các chất hữu

cơ trong pha rắn và pha lỏng Các công trình thường được áp dụng là: các loại bể tựhoại, giếng thấm

1.3.1.1 Bể tự hoại:

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo bể tự hoại

Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc I ( xử lý sơ bộ ) đồng thời thực hiện 2chức năng: lắng nước thải và lên men cặn lắng

Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng được xây dựngbằng gạch, bê tông cốt thép, hoặc chế tạo bằng vật liệu composite Bể chia làm 2 hoặc

3 ngăn Do phần lớn cặn lắng trong ngăn thứ nhất nên dung tích ngăn này chiếm 50 –

Để dẫn nước thải vào và ra khỏi bể người ta phải nối ống bằng phụ kiện Tê với

1.3.1.2 Giếng thấm:

Giếng thấm là công trình trong đó nước thải được xử lý bằng phương pháp lọc qualớp cát, sỏi và oxy hóa kị khí các chất hữu cơ được hấp phụ trên lớp cát sỏi đó Nướcthải sau khi xử lý được thấm vào đất Do thời gian nước lưu lại trong đất lâu nên cácloại vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt hầu hết

Để đảm bảo cho giếng hoạt động bình thường, nước thải phải được xử lý bằngphương pháp lắng trong bể tự hoại hoặc bể lắng hai vỏ

Giếng thấm cũng chỉ được sử dụng khi mực nước ngầm trong đất sâu hơn 1,5m đểđảm bảo được hiệu quả thấm lọc cũng như không gây ô nhiễm nước dưới đất

Giếng thấm nước xuống đất, có thể cho thấm nhiều m3 nước xuống đất khi mưa to,

từ mái nhà xuống, từ hai bên đường vào Hai bên hố đào sẽ được lót đá to rồi nhỏ, rồitới cát Đặt ngầm xuống dưới đất ở những nơi trống, công viên hay ngay dưới lòngđường

Trên đường xá, hai bên vỉa hè thường có hệ thống thu nước, cho thấm xuống giếngthấm bên dưới thay vì vào cống chảy đi nơi khác, giếng thấm ngấm nước mưa nội bộngay tại chỗ một phần lớn nước, sau đó nếu hết sức chứa, mới cho chảy ra sông rạch

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo giếng thấm

1.3.2 Công trình xử lý sinh học hiếu khí:

Quá trình xử lý nước thải dựa trên sự oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thảinhờ oxy tự do hòa tan Các công trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiênthường được tiến hành trong hồ ( hồ hiếu khí, hồ kỵ khí ) hoặc trong đất ngập nước Tuy nhiên, các công trình này cần có mặt bằng lớn nên thường không áp dụngtrong các trạm xử lý có mặt bằng giới hạn Để khắc phục tình trạng thiếu mặt bằng thì

có các công trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo dựa trên nguyên tắc hoạt động củabùn hoạt tính hoặc quá trình màng sinh vật Các công trình thường dùng: bể aerotank,kênh oxy hóa, bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học

1.3.2.1 Bể Aerotank:

Bể aerotank là loại bể sử dụng phương pháp bùn hoạt tính Nước thải sau khi xử lý sơ

bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vàoAerotank Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và có thể là các hợp chất hữu cơchưa phải là dạng hòa tan Các chất lơ lửng làm nơi để vi khuẩn bám vào để cư trú,sinh sản và phát triển dần thành các hạt bông cặn Các hạt này to dần và lơ lửng trongnước Chính vì vậy, xử lý nước thải ở aerotank được gọi là quá trình xử lý sinh trưởng

lơ lửng của quần thể vi sinh vật Các bông cặn này cũng chính là bông bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là bông cặn màu nâu sẫm, chứa các hợp chất hữu cơ hấp phụ từnước thải và là nơi cư trú cho các vi khuẩn cùng các vi sinh vật bậc thấp khác sống vàphát triển Trong nước thải có các hợp chất hữu cơ hòa tan- loại chất dễ bị vi sinh vậtphân hủy nhất Ngoài ra, còn có loại hợp chất hữu cơ khó phân hủy hoặc loại hợp chấtchưa hòa tan hay khó hòa tan ở dạng keo- các dạng hợp chất này có cấu trúc phức tạpcần được vi khuẩn tiết ra enzym ngoại bào, phân hủy thành những chất đơn giản hơnrồi sẽ thẩm thấu qua màng tế bào và bị oxy hóa tiếp thành sản phẩm cung cấp vật liệucho tế bào hoặc sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước Các hợp chất hữu cơ dạng keohoặc ở dạng các chất lơ lửng khó hòa tan là các hợp chất bị oxy hóa bằng vi sinh vậtkhó khăn hoặc xảy ra chậm hơn

Hiệu quả làm sạch của bể aerotank phụ thuộc vào: Đặc tính thủy lực của bể hay

Các loại bể aerotank truyền thống thường có hiệu quả xử lý cao Tuy nhiên, trongquá trình hoạt động của bể cần có thêm các bể lắng I ( loại bớt chất bẩn trước khi vào

bể ) và lắng II ( lắng cặn, bùn hoạt tính ) Trong điều kiện hiện nay, diện tích đất ngàycàng hạn hẹp Vì thế càng giảm được thiết bị hay công trình xử lý thì càng tốt Để khắcphụ tình trạng trên thì có các bể đáp ứng được nhu cầu trên là ( aerotank hoạt độngtừng mẻ, bể Unitank )

1.3.2.2 Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ ( SBR ):

Bể Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ là một dạng công trình xử lý sinh họcnước thải bằng bùn hoạt tính Trong đó tuần tự diễn ra các quá trình thổi khí, lắng bùn

và gạn nước thải Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn tối thiểu là 2 để có thể xử lýliên tục

Trong bể quá trình thổi khí và quá trình lắng được thực hiện trong cùng một bểphản ứng do đó có thể bỏ qua bể lắng II Quá trình hoạt động diễn ra trong một ngăngồm 5 giai đoạn:

Ngừng đưa nước thải vào Tiến hành sục khí Hoàn thành các phản ứng sinh hóa

có thể được bắt đầu từ pha làm đầy Thời gian phản ứng chiếm khoảng 30% chu kỳhoạt động

 Pha lắng:

Điều kiện tĩnh hoàn toàn được thực hiện ( không cho nước thải vào, không rútnước ra, các thiết bị điều tắt ) nhằm tạo điều kiện cho quá trình lắng Thời gian chiếmkhoảng từ 5- 30% chu kỳ hoạt động

 Pha tháo nước sạch:

 Pha chờ:

Áp dụng trong hệ thống có nhiều bể phản ứng, có thể bỏ qua trong một số thiết kế.Thời gian hoạt động có thể tính sao cho phù hợp với từng loại nước thải khác nhau vàmục tiêu xử lý Nồng độ bùn trong bể thường khoảng từ 1500- 2500 mg/l Chu kỳ hoạtđộng của bể được điều khiển bằng rơle thời gian Trong ngăn bể có thể bố trí hệ thốngvớt váng, thiết bị đo mức bùn

Ưu điểm của bể Aerotank hoạt động gián đoạn:

Bể có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành Hiệu quả xử lý cao do các quá trình hòa trộnnước thải với bùn, lắng bùn cặn diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng BOD5 của nướcthải sau xử lý thường thấp hơn 20mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng 3- 25 mg/l và N-NH3

Sự dao động lưu lượng nước thải ít ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý Bể làm việckhông cần lắng II Trong nhiều trường hợp, có thể bỏ qua bể điều hòa và bể lắng I.Đây là một ưu điểm lớn của Aerotank hoạt động gián đoạn trong điều kiện đất đai bịgiới hạn trong thành phố do tiết kiệm được công trình.

Nhược điểm chính của bể:

Công suất xử lý nhỏ và để bể hoạt động có hiệu quả thì người vận hành phải cótrình độ và theo dõi thường xuyên các bước xử lý nước thải

Hình 1.3 Bể SBR hoạt động theo mẻ

1.3.2.3 Công nghệ Unitank:

Unitank là công nghệ hiếu khí xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, quá trình xử lýliên tục và hoạt động theo chu kì Nhờ quá trình điều khiển linh hoạt cho phép thiết lậpchế độ xử lý phù hợp với nước thải đầu vào cũng như mở rộng chức năng loại bỏPhospho và Nitơ khi cần thiết Việc thiết kế hệ thống Unitank dựa trên một loạt cácnguyên tắc và qui luật riêng, khác với các hệ thống xử lý nước thải bùn hoạt tínhtruyền thống

Về cấu trúc, Unitank là một khối bể hình chữ nhật được chia làm 3 khoang thông

dư cũng được đưa ra khỏi hệ thống Unitank từ hai khoang ngoài Cũng giống như các

hệ thống xử lý sinh học khác, Unitank xử lý nước thải với dòng thải vào và dòng raliên tục theo chu kỳ, mỗi chu kỳ gồm hai pha chính và hai pha phụ Thời gian của phachính là 3 giờ và thời gian của pha phụ là 1 giờ ( có thể điều chỉnh được ) Thời giancủa pha chính và pha phụ được tính toán và chương trình hóa dựa vào lưu lượng, tínhchất nước thải đầu vào và tiêu chuẩn chất lượng nước thải xử lý đầu ra

Toàn bộ hệ thống Unitank được điều khiển tự động bởi bộ PLC đã được máy tínhlập trình sẵn theo tính chất đặc trưng của nước thải và theo số liệu thực nghiệm

Chu kỳ Unitank hoạt động như sau: gồm hai pha chính và hai pha phụ

 Pha phụ thứ nhất:

Hết pha chính thứ nhất là đến pha phụ thứ nhất kéo dài trong một giờ Trong suốtthời gian pha phụ thứ nhất, chức năng ngăn A thay đổi Hệ thống sục khí của ngăn Angưng hoạt động để bùn trong ngăn này có thể lắng được dưới tác dụng của trọng lực

để chuẩn bị cho pha chính thứ hai ( khi đầu ra sẽ được lấy từ ngăn này ) Ngăn B vẫnđược sục khí như ở pha trước cũng như ngăn C vẫn đóng vai trò làm bể lắng và dòng

ra lấy tại đây Trong pha phụ, nước thải được đưa vào ngăn giữa ( ngăn B) và tại đây

vi sinh vật thực hiện chức năng oxy hóa và phân hủy các chất hữu cơ gây bẩn Sau đó,hỗn hợp nước thải và bùn được chuyển sang ngăn C và được lắng tại đây Từ ngăn C,nước thải đã được xử lý trào ra máng răng cưa và kênh nước sạch, bùn dư cũng đượclấy từ đây

 Pha chính thứ hai:

Tương tự pha chính thứ nhất, duy chỉ có đổi chiều ngược lại Nước thải được đưavào ngăn C đang sục khí Nước thải mới vào được trộn lẫn với bùn hoạt tính Các hợpchất hữu cơ bị hấp phụ và bị phá vỡ Từ ngăn C hỗn hợp bùn nước sẽ liên tục cháy vàongăn B cũng đang được sục khí Tại đây vi sinh vật sử dụng nguồn oxy cung cấp vào

sang ngăn A không sục khí, không khuấy trộn đóng vai trò là lắng bùn dưới tác dụngcủa trọng lực Từ ngăn A, nước thải đã được xử lý qua máng răng cưa vào kênh nướcsạch Bùn dư cũng được lấy ra tại đây.

 Pha phụ thứ hai:

Hết pha chính thứ hai là đến pha phụ thứ hai kéo dài trong vòng 1 giờ Tương tự,trong pha phụ thứ nhất nhưng trong pha này, ngăn C ngưng hoạt động để bùn lắngxuống để chuẩn bị cho pha chính thứ nhất Còn ngăn A đóng vai trò làm bể lắng vàdòng ra được lấy từ đây Sau khi pha phụ thứ hai kết thúc cũng là lúc kết thúc một chu

kỳ và bắt đầu một chu kỳ mới với pha chính thứ nhất, nước thải được đưa vào ngăn A

Ưu điểm của Unitank:

 Cấu trúc chắc gọn, là một khối bê tông liền nhau, chi phí xây dựng và vật liệu xâydựng giảm Tổng diện tích mặt bằng cho xây dựng chỉ cần khoảng 50% so với côngnghệ bùn hoạt hoạt tính thông thường Trong trường hợp bị giới hạn về mặt bằng thìđây là một trong những ưu điểm nổi bật của Unitank

 Quá trình xử lý linh hoạt theo chương trình và có thể điều chỉnh nên rất phùhợp với các loại nước thải có tính chất đầu vào và lưu lượng thay đổi

 Unitank có cấu trúc modul nên rất dễ dàng nâng cao công suất bằng cách ghépcác modul liền nhau, tận dụng phần xây dựng đã có

 Unitank vận hành tự động đảm bảo chất lượng ổn định của nước thải đã xử lýdẫn đến chi phí vận hành thấp

không cần công đoạn hoàn lưu bùn giảm gọn phần đường ống và bơm hoànlưu

Bể lọc sinh học hiếu khí hoạt động dựa vào sự sinh trưởng bám dính của vi sinhvật Bể lọc sinh học ( hay còn gọi là biofilter ) thường phân biệt làm 2 loại: Bể biophinvới lớp vật liệu lọc không ngập nước ( bể biofilter nhỏ giọt, bể biophin cao tải ) và bểbiofilter với lớp vật liệu lọc ngập trong nước.

 Bể biofilm nhỏ giọt:

Bể biofilter nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học nước thải hoàn toàn với hàm lượngnước sau khi xử lý đạt tới 15mg/l ( hiệu suất xử lý có thể là 90% và có thể còn cao hơnnữa)

Trong bể lọc, chất các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong mộtđơn vị thể tích lớn nhất trong điều kiện có thể Nước thải được hệ thống phân phốiphun thành các hạt nhỏ chảy thành màng mỏng qua khe lớp vật liệu đi xuống dưới.Trong thời gian chảy như vậy nước thải tiếp xúc với màng nhầy gelatin do vi sinh vậttiết ra bám quanh vật liệu lọc Sau một thời gian màng nhầy gelatin tăng lên ngăn cảnoxy của không khí không vào trong lớp màng nhầy được Do không có oxy, tại lớptrong của màng nhầy sát với bề mặt cứng của vật liệu lọc, vi khuẩn yếm khí phát triểntạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng là khí metan và CO2 làm tróc lớp màng rakhỏi vật cứng rồi bị cuốn xuống phía dưới Trên mặt hạt vật liệu lọc lại hình thành lớpmàng mới, hiện tượng này được lập đi lập lại tuần hoàn và nước thải được làm sạchBOD và chất dinh dưỡng

Để tránh hiện tượng tắc nghẽn trong hệ thống phun, trong khe rỗng lớp vật liệu,trước bể nhỏ giọt phải thiết kế song chắn rác, lưới chắn, lắng đợt I Nước sau bể lọc cónhiều bùn lơ lửng do các màng sinh học tróc ra nên phải xử lý tiếp bằng lắng II Yêucầu chất lượng nước thải trước khi vào biofilter là hàm lượng BOD5 không quá220mg/l ( theo điều 6.14.12 TCXD-51-84 ) và hàm lượng chất lơ lửng cũng không quá

150 mg/l Vì cần có các công trình trước đó nhằm làm giảm lượng chất bẩn để biofilterlàm việc hiệu quả

Vật liệu lọc tốt nhất là vật liệu có diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tíchlớn, có độ bền cao theo thời gian, giá rẻ và không bị tắc nghẽn Có thể chọn vật liệulọc là than đá cục, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong có kích thước trung bình 60-100mm.Nếu kích thước vật liệu lớn thì diện tích mặt tiếp xúc bị giảm nhiều, làm giảm hiệusuất xử lý Chiều cao lớp vật liệu khoảng 1.5 – 2.5m Ngày nay, vật liệu lọc thôngthường được thay bằng những tấm nhựa đúc lượn sóng, gấp nếp và các dạng khác nhaucủa quả cầu nhựa Các loại này có đặc điểm là nhẹ, dễ lắp đặt và tháo dỡ nên chiều cao

bể tăng dẫn đến diện tích mặt bằng của bể lọc

Bể thường được sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn, từ 1000m3/ngày

20- Bể biofilm với lớp vật liệu lọc ngập nước:

Phạm vi áp dụng của bể là BOD5 vào không quá 500mg/l và tốc độ lọc không quá3m/h

Trong bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước: nước thải vào bể lọc sẽđược trộn đều với không khí cấp từ ngoài vào qua dàn ống phân phối Hỗn hợp khí-nước thải đi cùng chiều từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc Trong lớp vật liệu lọc xảy raquá trình khử BOD5, và chuyển hóa NH4 thành NO3-, lớp vật liệu lọc có khả năng giữlại cặn lơ lửng Khi tổn thất trong lớp vật liệu lọc đến 0.5m thì xả bể lọc Nước xả rửalọc được dẫn về bể lắng kết hợp đông tụ sinh học để tạo điều kiện thuận lợi cho lọcsinh học này

Bể lọc sinh học dùng vật liệu nổi có khả năng giữ được trong khe rỗng các vảytróc của màng vi sinh vật bám quanh hạt, nên mặc dù cường độ thổi gió lớn nhưnghàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải ở đầu ra không vượt quá 20 mg/l Do đó có thểkhông cần bể lắng đợt II, chỉ cần đưa đến bể khử trùng

Để chọn được phương pháp xử lý sinh học hợp lí cần phải biết hàm lượng chấthữu cơ ( BOD, COD ) trong nước thải Các phương pháp lên men kỵ khí thường phùhợp khi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao Đối với nước thải hàm lượng chấthữu cơ thấp và tồn tại chủ yếu dưới dạng chất keo và hòa tan thì cho chúng tiếp xúcvới màng vi sinh vật là hợp lý Cơ sở lựa chọn các phương pháp xử lý sinh học nướcthải:

Bảng 1.4 Các phương pháp xử lý theo BOD 5

Hàm lượng BOD 5

của nước thải

Chất hữu cơ không hòa tan

Chất hữu cơ dạng keo

Chất hữu cơ hòa tan

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CHỢ ĐẦU MỐI THỦ ĐỨC

2.1 Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý:

Để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chợ có thể dựa vào các điều kiện sau:

- Dựa vào lưu lượng, thành phần, tính chất nguồn nước

- Các điều kiện tự nhiên, khí tượng và thủy văn tại khu vực

- Tình hình kinh tế và khả năng tài chính

- Quy mô và xu hướng phát triển

- Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý

- Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì

- Tận dụng tối đa các công trình sẵn có

- Quỹ đất, diện tích mặt bằng sẵn có của các nhà máy

2.2 Tính chất nước thải đầu vào- yêu cầu về nước thải đầu ra:

2.2.1 Tính chất nước thải đầu vào

Công suất thiết kế của hệ thống xử lý nước thải Qtrung bình, ngày = 1500 m3/ ngày đêm.Chỉ tiêu đầu vào như sau:

Bảng 2.1 Thông số đầu vào của trạm xử lý nước thải chợ:

2.2.2 Yêu cầu nước thải đầu ra

Nước thải sau xử lý phải đáp ứng QCVN 14: 2008/ BTNMT Cột A, giá trị C

Bảng 2.2 Thông số đầu vào và đầu ra của nước thải khu dân cư

QCVN 14:2008/BTNM T

2.3 Một số công nghệ xử lý nước thải đã được sử dụng và đang được nghiên cứu

để xử lý nước thải chợ Đầu Mối Thủ Đức:

NƯỚC THẢI

RỔ CHẮN RÁC

HẦM BƠM

MÁY SÀN RÁC

BỂ ĐIỀU HÒA

BỂ NÉN BÙN

MÁY ÉP BÙN DUNG DỊCH JAVEN

CẶN KHÔ NGĂN THOÁT NƯỚC

DUNG DỊCH POLYMER

Hình 2.1 Trạm xử lý hiện tại của chợ Đầu Mối Thủ Đức

 Sơ đồ 1: Sơ đồ xử lý nước thải của chợ Đầu Mối Thủ Đức giai đoạn 1

 Sơ đồ 2: Sơ đồ nghiên cứu xử lý nước thải của chợ Đầu Mối Thủ Đức giai đoạn 2

BỂ NÉN BÙN

NƯỚC THẢI

RỔ CHẮN RÁC

HẦM BƠM

MÁY SÀN RÁC

BỂ ĐIỀU HÒA

BỂ USBF MÁY THỔI KHÍ

DUNG DỊCH POLYMER



Bể khử trùngUNITANK

Hầm tiếp nhận

Lọc rác tinh

Bể lắng đứng

Bể điều hòaMáy thổi khí chìm

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước thải từ các hoạt động trong chợ theo hệ thống cống dẫn qua song chắn rácthô, tại đây rác có kích thước lớn 20 mm được loại bỏ, cho vào thùng chứa Nước thảisau khi qua song chắn rác vào hầm tiếp nhận ( hay hố thu gom ) Nước trước khi qua

bể điều hòa sẽ được đưa qua song chắn rác tinh có nhiệm vụ giữ lại toàn bộ các loạirác có kích thước > 2mm, làm giảm lượng chất lơ lửng có trong nước thải, chất thảiđược đưa vào các thùng chứa bằng inox Lượng rác từ 2 song chắn được thu gom và

xử lý tại các nhà máy xử lý chất thải rắn

Nước từ hố thu được bơm qua thiết bị tách rác tinh đến bể điều hòa Bể điều hòa

có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn của nước thải, đảm bảo chế độlàm việc ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo Ngoài ra, tại đây nước thải đượccấp khí của máy thổi khí chìm, nhằm khuấy trộn nước thải điều hòa lưu lượng và tạođiều kiện hiếu khí tránh hiện tượng phân hủy kỵ khí gây mùi hôi Nước thải sau bểđiều hòa sẽ được bơm về bể lắng I

Bể lắng có dạng lắng đứng Nước được phân phối vào ống trung tâm và tạo dòng

từ dưới lên, trong quá trình phân phối nước, các cặn lơ lửng sẽ dính bám với nhau tạothành các bông cặn có kích thước và trọng lượng lớn hơn, để tạo điều kiện cho quátrình lắng tốt hơn dưới tác dụng của trọng lực, phần nước trong sẽ được thu bằng mángthu nước Nước thải sau khi qua bể lắng I được đưa vào bể Unitank

Tại đây, quá trình xử lý sinh học hiếu khí lơ lửng được thực hiện Trong bểUnitank diễn ra quá trình oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thảidưới sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí Vi sinh vật sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ đểsinh trưởng và phát triển thành quần thể bông bùn dễ lắng và lắng ngay trong bể Khi

vi sinh vật phát triển mạnh sinh khối tăng tạo thành bùn dư, bùn dư này được bơm vào

bể phân hủy bùn kỵ khí Thiết bị thổi khí được vận hành theo giờ nhằm cung cấp oxycho vi sinh vật hiều khí hoạt động Nước thải sau khi xử lý sinh học theo ống dẫn vào

bể khử trùng nhằm tiêu diệt các loại vi sinh vật gây bệnh trước khi thải vào nguồn tiếpnhận

Phần bùn từ bể lắng I và bùn dư từ bể Unitank sẽ dẫn qua bể phân hủy bùn kỵkhí, sau đó được hút bùn định kỳ

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

3.1 Nhiệm vụ thiết kế và các thông số tính toán:

xả vào nguồn tiếp nhận được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 3.1: Thông số đầu vào và đầu ra của nước thải chợ đầu mối Thủ Đức

 Thông số tính toán:

Nội dung xác định các thông số tính toán:

Lưu lượng ngày đêm trung bình : = 1500 m3/ ngày đêm

Lưu lượng giờ trung bình: = = 62.5 m3/h

Lưu lượng giây trung bình: = = 0.017 m3/ s = 17 ( l/s )

Lưu lượng giờ lớn nhất: = ×

Với là hệ số không điều hòa trong ngày của nước thải chợ Đầu mối Thủ Đức phụthuộc vào lưu lượng nước thải trung bình

Bảng 3.2 : Hệ số không điều hòa của nước thải sinh hoạt

Từ bảng số liệu trên, với : = 17 (l/s) dùng phương pháp nội suy có hệ số = 2

Lưu lượng ngày lớn nhất : = × = 62.5 × 2 = 125 m3/h

Lưu lượng giây lớn nhất : = = = 34.7 (l/s)

 Mức độ cần xử lý nước thải:

Mức độ cần xử lý nước thải được tính theo:

- Hàm lượng chất lơ lửng ( phục vụ tính toán các công nghệ cơ học )

- Hàm lượng BOD5 ( phục vụ tính toán các công trình và công nghệ xử lý sinh học )Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo chất lơ lửng:

D = × 100% = × 100% =73.68%

Trong đó:

- C1 Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải trước khi xử lý

- C2 Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau khi xử lý cho phép xả vào nguồn tiếp nhận

Mức độ cần thiết xử lý nước thải theo BOD5:

D = × 100% = × 100% = 88%

Trong đó:

- L1 Hàm lượng BOD5 trong nước thải trước khi xử lý

- L2 Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau khi xử lý cho phép xả vào nguồn tiếp nhận

3.2 Tính toán các công trình đơn vị:

( đường ống, mương dẫn, máy bơm ) làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của cáccông trình phía sau.

 Tính toán:

Bảng 3.3 : Các thông số thiết kế song chắn rác

Thông số Song chắn rác với biện pháp lấy rác

5-1525-38Khoảng cách giữa các song

Kích thước mương đặt song chắn rác:

Chọn vận tốc nước chảy trong mương: v= 0.5 m/s

Chọn kích thước mương rộng và sâu: = B×H = 0.6m ×0.8m

Vậy chiều cao lớp nước trong mương là:

h = = = 0.115 m

Chọn kích thước thanh rộng ×dày = b×d = 5mm ×25mm

Khe hở giữa các thanh là w = 25mm

Song chắn rác có n thanh => số khe hở: m= n+1

Tính toán tổn thất áp lực qua song chắn rác:

Tổng tiết diện các khe qua song chắn:

A= ( B – bn ) ×h = ( 0.6m – 0.005m×20 ) ×0.115m = 0.0575 m2

Trong đó:

Vận tốc dòng chảy qua song chắn:

V = = × = 0.603( m/s)

Tổn thất áp lực qua song chắn:

hL= × = × = 8.27 × (m) = 8.27 mm < 150

3.2.2 Bể thu gom:

 Nhiệm vụ: Tập trung toàn bộ nước thải từ nhà máy và nước thải sinh hoạt của

toàn trung tâm đồng thời để đảm bảo lượng nước đủ để cho bơm hoạt động an toàn

 Tính toán:

Tính toán kích thước bể thu gom

Thời gian lưu nước trong bể thu gom tối thiểu là 10 ÷ 30 phút Chọn thời gian lưu

- Chọn chiều cao làm việc của bể h= 2m

- Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m

Tính toán bơm cho bể thu gom

Để bơm nước thải qua song chắn rác tinh, ta nên chọn bơm theo lưu lượng giờ lớn nhất

vì khi đó bơm sẽ hoạt động hiệu quả hơn

Chọn 3 bơm nhúng chìm hiệu Ebara, 2 bơm hoạt động và 1 bơm hoạt động luân phiênhay dự phóng đặt tại hầm bơm:

- ; Trọng lượng riêng của nước, kg/ m3

- : Hiệu suất máy bơm, chọn = 0.8 ( thường từ 0.72- 0.93 )

Bảng 3.4 : Tóm tắt kết quả tính toán hố thu gom

3.2.3 Lựa chọn lưới lọc tinh:

Nhiệm vụ: Lưới lọc tinh có nhiệm vụ tách rác và các tạp chất thô có trong nước thải

Việc sử dụng lưới lọc tinh trong các công trình xử lý nước thải tránh được hiện tượngtắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng bơm Đây là bước quan trọng đảm bảo

an toàn và điều kiện vận hành thuận lợi của đường ống

 Chọn lựa lưới lọc tinh:

Lưu lượng tính toán: = 125 m3/h

Chọn lưới chắn rác tinh theo catologue của hãng Shin Maywa, Model 130S Kíchthước giữa 2 khe là 2mm Chọn 1 lưới lọc tinh

Kích thước lưới chắn dài × rộng = 1200mm × 1220 mm

Tải trọng làm việc thực tế của lưới:

Bảng 3.5 : Bảng tóm tắt kích thước lưới chắn rác tinh

Cái

mmmmmm

Nguồn [3]

3.2.4 Bể điều hòa:

 Nhiệm vụ: Nhằm điều hòa, ổn định về lưu lượng và nồng độ các chất, ổn định pH của

nước thải, tránh phát sinh mùi hôi nhờ làm thoáng, cung cấp oxy cho nước thải bằngmáy thổi khí Nhờ đó giúp cho các công trình phía sau không bị quá tải, nước thải cấpvào các công trình xử lý sinh học phía sau được liên tục sẽ vận hành tốt, đạt hiệu quả

xử lý cao

Tính toán kích thước bể:

Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m

Chọn bể hình vuông cạnh B×L = 8.5 m ×8.5m

Thể tích tính toán: Vtt = B ×L ×H = 8.5 ×8.5 × ( 6+ 0.5 ) = 469.6 m3

Tính toán vách ngăn dầu:

Chọn thời gian lưu trong ngăn tách dầu t = 20 phút

Thể tích ngăn tách dầu

Vdầu = t × = × 62.5 m3/h = 20.8 m3

Đáy vách ngăn cách đáy bể khoảng 0.5m

Tính toán thiết bị cấp khí cho bể điều hòa

Bảng3.6 : Các dạng khuấy trộn trong bể điều hòa

Nguồn [3]

Lượng không khí cần thiết:

Lkhí = a = 62.5 ×3.74 = 233.75 m3/h = 3.89 m3/ phút

Trong đó:

- : Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ

- : Lưu lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3.74 m3 khí/ m3 nước thải ( theo Industrial Water Pollution Control – W.Wesley Eckenfelder )

Chọn máy thổi khí đặt chìm trong bể điều hòa

Áp lực cần thiết của máy thổi khí

- h1: Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển h1 = 0.4m

- hđ : Tổn thất qua đĩa phun, hđ = 0.5 m

- Pmáy: Công suất yêu cầu của máy nén khí, kW

- G: Trọng lượng của dòng không khí, kg/s

G = Gkk × ρkhí = 0.016 ×1.3 = 0.021 kg/s

- R: Hằng số khí, R = 8.314 KJ/K Mol 0K

- T1: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí đầu vào T1 = 273 + 25 = 2980K

- P1 : Áp suất tuyệt đối của không khí đầu vào P1 = 1 atm

- P2: Áp suất tuyệt đối của không khí đầu ra P2 = Pm + 1 = 0.48+ 1 = 1.48 atm

n = = 0.283 ( K = 1.395 đối với không khí )

- e: Hiệu suất của máy, chọn e = 0.7

 Pmáy = [- 1 ] = 1.037 kW = 1.39 Hp

Chọn 5 máy thổi khí đặt chìm: 4 máy hoạt động và 1 máy dự phòng

Tính toán bơm cho bể

Chọn 2 bơm nhúng chìm đặt trong bể điều hòa, 2 máy bơm hoạt động luân phiên

= 62.5 m3/h, Hb = 8- 10 mH2O, chọn Hb = 8 mH2O

Lưu lượng nước thải: = 62.5 m3/h = 0.0174 m3/s

Chọn vận tốc nước thải trong ống: v= 1.5 m/s ( v = 1.0 ÷2.0 m/s )

Đường kính ống:

D = = = 0.121 m

Chọn ống sắt tráng kẽm có D = 122 m

Kết quả xử lý tại bể điều hòa:

Sau khi qua bể điều hòa, theo kinh nghiệm và thực tế vận hành, hàm lượng chất lơ

thải đi qua bể điều hòa có những tính chất sau:

 Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất lơ lửng, các bông cặn hình thành trong quá

trình keo tụ trước đó Các bông cặn, chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọngcủa nước sẽ lắng xuống đáy

 Tính kích th ư ớc bể

Bảng 3.8 : Các thông số thiết kế của bể lắng I

trưng

Tải trọng bề mặt:

- : Lưu lượng tính toán trung bình theo giây

- Vtt: Vận tốc trong ống trung tâm, lấy không lớn hơn 30 mm/s ( theo điều 7.60

TCXDVN- 51- 2008 ) , chọn vtt = 20 mm/s = 0.02 m/s

- Diện tích tiết diện ướt của bể lắng:

F = = = 52.08 m2

v – Vận tốc nước thải trong bể lắng đứng, v= 1-2 m/h ( theo giáo trình bài giảng môn

Kỹ thuật xử lý nước cấp – Đặng Viết Hùng )

- h2 : Chiều cao lớp trung hòa, m

- h3 : Chiều cao giả định của lớp cặn lắng trong bể, m

- dn: Đường kính đáy nhỏ của hình nón cụt Đường kính phần đáy hình nón 150-

- α : Góc nghiêng của đáy bể so với phương ngang

Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng

ht = htt = 3 m

Đường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng