Nghiên cứu đánh giá lựa chọn công nghệ phù hợp và thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thải đô thị trên cơ sở mô hình

Tuy vậy, việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý đúng đắn các hợp chất hữu cơ chứa cacbon, nitơ, phốtpho trong nước thải đô thị là vấn đề phức tạp, cần thiết phải sử dụng các

trường đại học bách khoa hà nội

Lêi c¶m ¬n

Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS Đặng Xuân Hiển đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành bản Luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:

Viện Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khóa học cao học 2007-2009

Các thầy cô giáo của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ động viên tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu vừa qua

Lãnh đạo và các đồng nghiệp trong Trung tâm tư vấn chuyển giao công nghệ Nước sạch và Môi trường, đặc biệt là các cán bộ phòng Dự án của Trung tâm đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt khóa học này

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình và bạn

bè đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.

Hà Nội, Ngày 09 tháng 11 năm 2009

Tác giả

Nguyễn Quang Thành

TÊt c¶ c¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nghiªn cøu trong luËn v¨n nµy lµ hoµn toµn trung thùc, kh¸ch quan vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt cø c«ng tr×nh nµo kh¸c, nÕu sai t«i xin hoµn toµn chÞu tr¸ch nhiÖm

Hµ Néi, ngµy 09 th¸ng 11 n¨m 2009

T¸c gi¶ luËn v¨n

NguyÔn Quang Thµnh

Mục lục

danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 5

danh mục các bảng 7

danh mục các hình vẽ 8

mở đầu 12

Chương I: tổng quan về nước thải đô thị 15

1.1 Khái quát về tình hình đô thị hoá và hiện trạng môi trường nước tại các đô thị ở Việt Nam 15

1.1.1 Hiện trạng hệ thống cấp nước đô thị .15

1.1.2 Hiện trạng hệ thống thoát nước và vệ sinh môi trường .15

1.1.3 Hiện trạng xử lý nước thải đô thị .17

1.2 Nguồn phát sinh nước thải đô thị 18

1.2.1 Khái niệm nước thải đô thị .18

1.2.2 Lưu lượng nước thải đô thị 18

1.3 Đặc tính của nước thải đô thị 20

1.3.1 Đặc điểm lý hóa của nước thải 20

1.3.2 Đặc điểm về vi sinh vật trong nước thải 20

1.4 Một số chương trình ứng dụng phần mềm mô phỏng tính toán trạm xử lý nước thải đô thị 22

1.4.1 Chương trình mô phỏng động lực cho mô hình xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học (ASIM 4.0) 22

1.4.2 Chương trình AQUASIM 23

1.4.3 Chương trình Belebungs - Expert 23

1.4.4 Phần mềm SASSPro 23

1.4.5 Chương trình DENIKAPlus 24

1.5 Các sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị trên thế giới và ở Việt Nam .24

1.5.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị trên thế giới 24

1.5.2 Các sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng ở Việt Nam

34

Chương II: xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải đô thị bằng các kỹ thuật sinh học 37

2.1 Các công đoạn xử lý nước thải đô thị 37

2.2 Xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học 38

2.2.1 Nguyên lý chung của quá trình oxi hoá sinh hoá 38

2.2.2 Các quá trình diễn ra trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 39

2.3 Các công trình làm sạch nước thải bằng phương pháp sinh học 46

2.3.1 Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên .46

2.3.2 Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo .47

2.3.3 Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học yếm khí trong điều kiện nhân tạo .53

Chương III: cơ sở lý thuyết của mô hình tính toán và chương trình ứng dụng lựa chọn cho xử lý nước thải đô thị 55

3.1 Mô hình tính toán ứng dụng cho xử lý nước thải đô thị 55

3.2 Mô tả chung về mô hình bùn hoạt tính số 1 (ASM1) .56

3.2.1 Biến số trạng thái - thành phần COD trong ASM1 56

3.2.2 Biến số trạng thái - thành phần Nitơ trong ASM1 56

3.2.3 Biến số trạng thái - những thành phần khác trong ASM1 57

3.2.4 Các quá trình động lực 57

3.2.5 Những thông số mô hình 59

3.2.6 Những công thức trong mô hình 62

3.3 Các chương trình ứng dụng mô hình bùn hoạt tính trong xử lý nước thải đô

thị 64

3.4 Giới thiệu chương trình Denika Plus 67

3.4.1 Mô tả chung về chương trình .67

3.4.2 Cấu trúc của phần mềm Denika Plus .69

3.4.3 Một số công thức tính toán sử dụng trong mô hình 70

Chương iV: đánh giá lựa chọn công nghệ thích hợp để xử lý nước thải đô thị và thiết kế công nghệ theo phần mềm denikaplus 79

4.1 Các loại mô hình công nghệ đang ứng dụng trong xử lý nước thải đô thị 79

4.2 Các tiêu chí để đánh giá, lựa chọn .82

4.2.1 Hiệu quả xử lý của công nghệ 82

4.2.2 Tiêu chí về kinh tế .82

4.3 ứng dụng chương trình DenikaPlus để tính toán và đánh giá công nghệ 83

4.3.1 Các giả thiết sử dụng trong đánh giá 83

4.3.2 Chi tiết tính toán các nhóm loại hình công nghệ bằng chương trình DenikaPlus 84

4.3.3 Kết quả tính theo chương trình DenikaPlus 91

4.3.3.1 Tính toán theo Tiêu chuẩn A131 91

4.3.3.2 Tính toán theo Tiêu chuẩn HSG 108

4.3.3.3 Tổng hợp kết quả của hai cách tính 119

4.3.3.4 Tính toán theo A131với trường hợp loại bỏ P bằng hoá chất .121

4.3.4 Đánh giá lựa chọn công nghệ trên cơ sở kết quả tính theo mô hình .127

4.4 Tính toán thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học theo công nghệ đã lựa chọn dựa trên phần mềm DenikaPlus .130 4.4.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ lựa chọn .130

4.4.2 Thông số thiết kế 131

4.4.3 Tính toán thiết kế công nghệ 132

kÕt luËn 139 tµi liÖu tham kh¶o 141 Phô lôc 144

danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t

c¸c ký hiÖu

c¸c ch÷ viÕt t¾t

cña §øc HSG Ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n tr¹m xö lý n−íc th¶i bïn ho¹t tÝnh

cña Nhãm nghiªn cøu t¹i tr−êng §¹i häc cña §øc, Thôy

SÜ vµ ¸o

danh mục các bảng

nhiệt đới

Funabashi City

Pelangi Indah

Baru Sungai Buluh

Desa Tebrau

TC A131 của các phương án (với công đoạn loại bỏ phốt pho bằng phương pháp sinh học thông thường)

danh môc c¸c h×nh vÏ

lý n−íc th¶i Taman Pelangi Indah

lý n−íc th¶i Sah Alam - Rigional STP

lý n−íc th¶i Bandar - Baru Sungai Buluh

lý n−íc th¶i Taman Desa Tebrau

Hình 1.14: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng tại hệ thống xử lý nước

thải Thủ Dầu I

Sơn Trà, Hoà Cương, Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng

lý nước thải Bắc Thăng Long - Vân Trì - Hà Nội

pháp sinh học

(AO)

Hình 4.16: Lựa chọn bể Aeroten khử BOD kết hợp Nitrat hoá trong tính

toán

H×nh 4.17: KÕt qu¶ tÝnh to¸n bÓ Aeroten (PA1) theo A131

HSG (PA1)

HSG (PA1) (tiÕp)

H×nh 4.43: KÕt qu¶ tÝnh to¸n l−îng khÝ cÊp cña 4 ph−¬ng ¸n theo HSG

H×nh 4.48: KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo A131 víi qu¸ tr×nh lo¹i bá P b»ng

ph−¬ng ph¸p sinh häc th«ng th−êng

H×nh 4.49: KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo A131 víi qu¸ tr×nh lo¹i bá P b»ng

ph−¬ng ph¸p sinh häc th«ng th−êng (tiÕp)

H×nh 4.50: KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo A131 víi qu¸ tr×nh lo¹i bá P b»ng

ph−¬ng ph¸p sinh häc th«ng th−êng (tiÕp)

theo ATV A131

theo ATV A131

mở đầu 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá, quá trình đô thị hoá

ở nước ta đang diễn ra với tốc độ nhanh, với hơn 700 đô thị các loại tại thời

điểm hiện tại Bên cạnh sự phát triển đó cũng nảy sinh nhiều vấn đề hết sức bức xúc về ô nhiễm môi trường đặc biệt là nguồn nước thải từ các đô thị này Nước thải đô thị không được xử lý hoặc xử lý không đầy đủ được xả vào các sông hồ tiếp nhận đang gây ô nhiễm nguồn nước trầm trọng

Do vậy việc lựa chọn được giải pháp công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện của các đô thị ở nước ta là hết sức cần thiết và có ý nghĩa Tuy vậy, việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý đúng đắn các hợp chất hữu cơ chứa cacbon, nitơ, phốtpho trong nước thải đô thị là vấn đề phức tạp, cần thiết phải sử dụng các phương pháp và công cụ mạnh như mô hình toán học để trợ giúp cho công việc nghiên cứu này

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan về nước thải đô thị và các công nghệ

1.3.2 Đối tượng nghiên cứu:

Nước thải của các đô thị tập trung ở Việt Nam

1.3.3 Phạm vi nghiên cứu:

- Phân tích đặc tính lưu lượng và đặc tính các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt và đô thị, đặc biệt liên hệ với các đô thị của Việt Nam

- Giới thiệu các công nghệ đang áp dụng để xử lý nước thải đô thị của các nước trên thế giới và ở Việt Nam

- Phân tích, lựa chọn công nghệ phù hợp với sự trợ giúp của mô hình, lựa chọn các thông số động học và thông số công nghệ phù hợp

- Tính toán thiết kế công nghệ

1.3.4 Phương pháp nghiên cứu:

- Thu thập thông tin, tài liệu đã được công bố, các số liệu tổng hợp, tổng kết của các cơ quan có chức năng về môi trường đô thị

- Nghiên cứu tổng quan về các quá trình, phương pháp xử lý nước thải

đô thị, đặc biệt là quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học

- Nghiên cứu về các phần mềm mô hình hóa quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học như phần mềm ASIM, Belebungs - Expert; SASSProV2, DENIKAplus

- Tập hợp, đánh giá số liệu thu thập, kết quả phân tích, kết quả chạy bằng phần mềm viết luận văn

1.3.5 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:

a Mục tiêu:

- Tổng quan về nguồn và chế độ hình thành cũng như tính chất, độ nhiễm bẩn của nước thải đô thị

- Các phương pháp xử lý nước thải và đặc biệt là phương pháp sinh học

- Các sơ đồ dây chuyền công nghệ ứng dụng để xử lý nước thải đô thị

- Đánh giá các công nghệ đã được áp dụng trong xử lý nước thải đô thị dựa trên sự trợ giúp của một số mô hình để lựa chọn công nghệ thích hợp áp dụng xử lý nước thải đô thị tập trung ở nước ta

b Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu các phương pháp xử lý nước thải để làm cơ sở lý luận cho việc ứng dụng các phương pháp xử lý thích hợp cho nước thải đô thị

- Tổng hợp các loại mô hình công nghệ xử lý nước thải đô thị đã được ứng dụng vào xử lý tại các đô thị tập trung ở Việt Nam

- Với sự trợ giúp của mô hình ứng dụng cho nước thải đô thị phân tích, lựa chọn công nghệ phù hợp để xử lý nước thải ở các đô thị tập trung của nước

ta

- Tính toán thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thải với công nghệ

đã lựa chọn

xả trực tiếp vào nguồn nước sông, hồ và biển ven bờ [2] Dự kiến đến năm

2010, dân số đô thị sẽ chiếm tới 35-48% trong đó khoảng 50-60% thuộc 3 thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Thành phố Hồ Chí Minh

1.1.1 Hiện trạng hệ thống cấp nước đô thị

Theo kết quả thống kê tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Thành phố Hồ Chí Minh, khoảng 70% hệ thống cấp nước đô thị lấy từ nguồn nước mặt, 30% lấy từ nguồn nước ngầm Hệ thống phân phối nước lại cũ kỹ, hư hỏng, rò rỉ làm thất thoát tới 30-40% lượng nước cung cấp Như vậy lượng nước máy cung cấp đến người dân đô thị còn thấp (ở các thành phố loại I, tỉ lệ dân số được cung cấp nước máy chiếm 49,2%, ở các thành phố loại II tỉ lệ này

là 47,1% Còn lại phần lớn dân cư tự khoan giếng lấy nước sinh hoạt Hiện nay, số lượng giếng khoan trên địa bàn các thành phố như Hà Nội, thành phố

Hồ Chí Minh là không thể kiểm soát nổi Chính tình trạng giếng khoan một cách bừa bãi như vậy đã ảnh hưởng không nhỏ đến nguồn nước mặt và nước ngầm, gây ô nhiễm nguồn cung cấp nước chính cho cho các nhà máy nước đô thị [19]

1.1.2 Hiện trạng hệ thống thoát nước và vệ sinh môi trường

Theo khảo sát của Hội cấp thoát nước Việt Nam, hầu hết hệ thống thoát nước đô thị đều được xây dựng từ thời Pháp thuộc và là hệ thống cống chung

liên hoàn gồm: cống thu gom nước mưa và nước thải sau đó tiêu thoát ra mương, hồ, ao và điểm xả cuối cùng là sông hoặc biển Tuy nhiên hệ thống này cũng chỉ tập trung tại các đô thị loại 4 trở lên, còn đô thị loại 5 (thị trấn) thì phần lớn hệ thống thoát nước chỉ là những rãnh hở hoặc có nắp chạy dọc tuyến phố chính để thoát nước mưa [20] Chất lượng các tuyến cống theo đánh giá của các Công ty môi trường đô thị tại các địa phương là xuống cấp trầm trọng (50% bị hư hỏng nghiêm trọng, 30% đã xuống cấp và chỉ có 20% mới

được xây dựng là còn tốt) Tỷ lệ dân đô thị được sử dụng dịch vụ thoát nước còn thấp và giảm dần từ đô thị lớn đến đô thị nhỏ Các đô thị: Thành phố Hà Nội, Hạ Long, Hải Phòng, Đà Nẵng, Hưng Yên, Vĩnh Yên, Vũng Tàu, Thành phố Hồ Chí Minh, đạt 60-85% Các đô thị: Huế, Hải Dương, Bắc Ninh, Hà

Đông: 50% Các đô thị như Đồng Xoài 10%; Tam Kỳ, Tây Ninh 20%; Quảng Ngãi, Mỹ Tho, Biên Hòa: 30%; Thành phố Tuy Hòa (tỉnh Bình Định) tỷ lệ này

là 10%; thành phố Buôn Ma Thuột (tỉnh Đắc Lắc) 15%; thành phố Cao Bằng 20% [21]

Hiện tại, một số đô thị mới xây dựng hệ thống thoát nước đã được tách riêng giữa nước mưa với nước thải Tuy vậy, thoát nước trong các khu đô thị hiện nay chúng ta mới chỉ quan tâm được ở giai đoạn đầu, đó là việc làm thế nào để nước không bị ứ đọng trong nội đô nhất là khi có mưa lớn, còn vấn đề

xử lý nước thải trong thoát nước vẫn chưa được chú trọng nhiều

Tại các khu đô thị, tình trạng sử dụng nhà vệ sinh không hợp tiêu chuẩn vẫn tồn tại (ở Hà Nội là các khu phố cổ, ở thành phố Hồ Chí Minh là các vùng kênh rạch) Theo báo cáo chiến lược vệ sinh thoát nước đô thị Quốc gia cho thấy, ở Hà Nội, số hộ gia đình không có nhà vệ sinh chiếm tới 43%, thành phố

Hồ Chí Minh là 18%

1.1.3 Hiện trạng xử lý nước thải đô thị

Tốc độ đô thị hóa cao gây tác động lớn đối với môi trường, trong đó có môi trường nước Các dòng nước thải gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm, gây ô nhiễm đất Các nguồn nước thải chính ở các đô thị hiện nay là:

- Sinh hoạt đô thị thải ra một lượng tương đối lớn, khoảng 80% lượng nước cấp Lượng nước thải này xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận mà không có bất kỳ một biện pháp xử lý nào

Nước thải sinh hoạt ở các thành phố là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng xấu đi Nước thải và nước mưa, nhất là nước mưa đợt đầu đều không được xử lý Trong các đô thị, do dân số tăng nhanh, nhưng hệ thống thoát nước không

được cải tạo xây dựng kịp thời, nên nước thải trực tiếp chảy vào các sông mà không được kiểm soát chặt chẽ

Theo Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội lượng nước thải xử lý đạt tiêu chuẩn ở Hà Nội mới chỉ đạt khoảng 6%, còn lại hơn 90% xả trực tiếp xuống sông hồ mà không qua khâu xử lý nào Hiện tại thành phố Hà Nội đã triển khai xây dựng hai trạm xử lý nước thải tập trung là trạm Trúc Bạch với

và một nhà máy xử lý nước thải Bắc Thăng Long - Vân Trì công suất 42.000

Chí Minh, nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng giai đoạn 1 với công suất

này có chức năng xử lý toàn bộ nước thải sinh hoạt của các khu dân cư trên phạm vi gần 1.000 ha thuộc các quận 1, 3, 5, 7, 10 và 11 của thành phố

1.2 Nguồn phát sinh nước thải đô thị

1.2.1 Khái niệm nước thải đô thị

Tính gần đúng, nước thải đô thị thường gồm khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 14% là các loại nước thấm và 36% là nước thải sản xuất Nhu cầu cấp nước và nước thải đô thị ở các nước công nghiệp phát triển cao hơn rất nhiều so với các nước đang phát triển

Bảng 1.1: Mức độ sử dụng nước ở một số đô thị trên thế giới [8]

nước thải đô thị thường dao động rất lớn Lưu lượng nước thải của các thành

thấp nhất vào khoảng 5 giờ sáng Hàm lượng BOD và chất rắn lơ lửng có dạng

đường cong gần giống như đường cong lưu lượng Q (l/s)

Hình 1.1: Sự biến động theo thời gian trong ngày của nước thải đô thị [8]

Lưu lượng và tính chất nước thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày làm việc và ngày nghỉ trong tuần cũng cần được tính đến khi đánh giá sự biến

động lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm

1.3 Đặc tính của nước thải đô thị

1.3.1 Đặc điểm lý hóa của nước thải

Nước thải thường được đặc trưng bởi màu xám, mùi hôi, hàm lượng chất rắn khoảng 0,1% và nước là 99,9% Chất rắn gồm chất rắn lơ lửng (khoảng 30%) và chất rắn hoà tan (khoảng 70%) Chất rắn hoà ran có thể được loại bỏ bằng quá trình hoá học và sinh học

Về mặt hoá học, nước thải thì bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và nhiều khí hòa tan khác Các hợp chất hữu cơ có thể gồm cacbonhydrat, prôtêin, chất béo, mỡ, chất hoạt động bề mặt, dầu khoáng, thuốc trừ sâu, phenol, Các hợp chất vô cơ có thể gồm kim loại nặng, nitơ, phốtpho, pH, sunfua, Clo, kiềm, hợp chất độc Trong nước thải đô thị, tỷ lệ giữa các chất vô cơ và hữu cơ là khoảng 50% Tuy nhiên, vì nước thải bao gồm hàm lượng các chất rắn hoà tan cao hơn chất rắn lơ lửng, khoảng 85-90% của tổng thành phần chất vô cơ và khoảng 55 đến 60% tổng thành phần chất hữu cơ là ở dạng hoà tan Khí hoà

thải [13]

1.3.2 Đặc điểm về vi sinh vật trong nước thải

Về mặt sinh học, nước thải bao gồm nhiều loại vi sinh vật nhưng một trong những loại được quan tâm là nguyên sinh vật, thực vật, nguyên sinh

động vật Nhóm nguyên sinh vật bao gồm vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh và tảo Nhóm thực vật bao gồm dương xỉ, rong, rêu, hạt giống cây, Các loài không xương sống và có xương sống được xếp trong nhóm động vật Đối với quá trình xử lý nước thải các tác nhân sinh học đóng vai trò quan trọng

nhất là nhóm nguyên sinh vật đặc biệt là vi khuẩn, vi nấm, nguyên sinh động vật và tảo Mặc dù vậy, nước thải bao gồm nhiều vi sinh vật gây bệnh được phát sinh từ con người, những người bị lây nhiễm bệnh hay những người mang mầm bệnh đặc biệt

Bảng 1.2: Các mầm bệnh có khả năng tồn tại trong nước thải đô thị [13]

Bảng 1.3: Nồng độ chất bẩn trong nước thải đô thị một số nước khí hậu

nhiệt đới [3]

Chỉ tiêu Kodungaigur

(ấn Độ)

Lima (Pêru)

Herzliga (Israel)

Khu Kim Liên (Hà Nội)

Simulation Program) là một chương trình mô phỏng, cho phép mô phỏng những hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ở nhiều dạng khác nhau:

Những hệ thống bùn hoạt tính có đến 10 phản ứng khác nhau trong chuỗi (hiếu khí, thiếu khí, yếm khí), bao gồm bùn tuần hoàn và dòng tuần hoàn nội vùng, phản ứng theo mẻ, phản ứng có hóa chất, Chương trình tính

đến sự xác định của những vòng lặp kiểm soát quá trình (bộ điều chỉnh tương ứng đơn giản và bộ điều chỉnh hệ nhị phân loại bật/tắt) và sự mô phỏng động lực của sự biến đổi tải lượng (biến đổi tải lượng theo ngày, theo mùa, biến đổi nhiệt độ, biến đổi những thông số của hệ thống như việc cấp khí, việc loại bỏ bùn vượt quá giới hạn hay tỷ lệ tuần hoàn, )

Phân tích dữ liệu được cung cấp trong khả năng có thể để so sánh với dữ liệu quan sát được với những kết quả mô phỏng dễ dàng biểu diễn dưới dạng đồ thị Những kết quả mô phỏng có thể cung cấp dưới dạng các bảng tính cho xử

lý thêm

ASIM dựa trên một nghiên cứu như một ví dụ để mô phỏng trạm xử lý nước thải có khả năng nitrat hoá Nó cho phép tính toán cũng như tính đến việc mở rộng các phần tùy chọn [15]

1.4.2 Chương trình AQUASIM

Chương trình AQUASIM (Chương trình tính để xác định và mô phỏng

hệ thống thuỷ sinh) được thiết kế để xác định và mô phỏng những hệ thống thủy sinh trong phòng thí nghiệm, trong những trạm ứng dụng công nghệ và trong tự nhiên [18] Tất cả các dạng trong phiên bản 1.0 của chương trình có thể tìm thấy trong nhiều báo cáo khoa học Những ứng dụng của chương trình

1.4.4 Phần mềm SASSPro

SASSPro (Steady - State Activated Sludge Simulator - Professional Edition - Mô phỏng bùn hoạt tính trạng thái ổn định) cung cấp 1 mô hình học thuyết của quá trình sinh học xảy ra trong trạm bùn hoạt tính Nó mô tả một quá trình hoạt động ở trạng thái ổn định dưới điều kiện dòng và tải lượng đầu vào là cố định Từ những trạm nước thải được thiết kế để hoạt động trong

những điều kiện này, những mô phỏng trạng thái ổn định cung cấp nhiều môi trường dễ dàng hơn cho người sử dụng để nghiên cứu quá trình riêng của trạm SASSPro cung cấp cho các kỹ sư, công nhân vận hành, học viên và những người nghiên cứu một công cụ mạnh để phân tích, thiết kế, vận hành và tối ưu hoá cho các trạm xử lý nước thải [17]

1.4.5 Chương trình DENIKAPlus

thiết kế và mô phỏng trạng thái ổn định của những trạm bùn hoạt tính) ở một mức độ mới là cho phép mở rộng và tối ưu hoá cho những trạm xử lý nước thải

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trung tâm xử

lý nước thải ChuBu - NaKaku - Yokohama City (Công suất thiết kế: 123.300

m 3 /ngày; công suất thực tế: 73.000 m 3 /ngày) [22]

Hiệu quả xử lý của dây chuyền công nghệ được đưa ra trong bảng 1.4:

Bảng 1.4: Hiệu quả xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải ChuBu [22]

Thông số Chất lượng nước thải

đầu vào

Chất lượng nước thải đầu ra

Bể khử trùng

Thải vào môi trường

Bể chứa bùn cặn

Trung tâm tái chế bùn

Hình 1.2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trung tâm

xử lý nước thải ChuBu

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trạm xử lý nước thải Sakae I - Sakae-ku - Yokohama City (Công suất thiết kế: 93.600

m 3 /ngày; công suất thực tế (2004): 43.300 m 3 /ngày) [22]

Bùn thải

Trung tâm tái chế bùn

Bể lắng sơ

cấp

Bể phản ứng sinh học (Bể Anaerobic)(Bể hiếu khí (Aerobic)

Hiệu quả xử lý thực tế của dây chuyền công nghệ được đưa ra trong bảng 1.5:

Bảng 1.5: Hiệu quả xử lý thực tế của trạm xử lý nước thải Sakae I [22]

Thông số Chất lượng nước thải

đầu vào

Chất lượng nước thải đầu ra

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trạm xử lý

nước thải Nishiura - Funabashi City – Quận Chiba (Công suất thiết kế:

65.900 m 3 /ngày; công suất thực tế: 47.211 m 3 /ngày) [22]

Hiệu quả xử lý thực tế của dây chuyền công nghệ được đưa ra trong bảng 1.6:

Bảng 1.6: Hiệu quả xử lý thực tế của Trạm xử lý nước thải Nishiura -

Funabashi City [22]

Thông số Chất lượng nước thải

đầu vào

Chất lượng nước thải đầu ra

Bïn th¶i

Bïn th¶i

Bïn th¶i

BÓ l¾ng s¬

cÊp

BÓ thiÕu khÝ Anoxic

BÓ hiÕu khÝ (Aerobic víi vËt liÖu næi)

BÓ l¾ng cuèi

BÓ khö trïng

Th¶i ra s«ng Futamata

1.5.1.2 Tại Malaysia

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trạm xử lý nước thải Taman Pelangi Indah - Ulu Tiram, Johor (Công suất thiết kế: 6150

m 3 /ngày; công suất thực tế: 3.798 m 3 /ngày) [22]

Hiệu quả xử lý của công nghệ được đưa ra trong bảng 1.7:

Bảng 1.7: Hiệu quả xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải Taman -

Pelangi Indah [22]

Thông số Chất lượng nước thải

đầu vào

Chất lượng nước thải đầu ra

Tách rác thô

Giếng thu

Tách rác thứ cấp

Bể lắng cát

Bể chứa bùn cặn

Bể tách dầu, mỡ

Hình 1.5: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm xử

lý nước thải Taman Pelangi Indah

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trạm xử lý

nước thải Sah Alam -Rigional STP, Seksyen 23, Shah Alam, Selangor (Công

suất thiết kế: 100.000 m 3 /ngày; công suất thực tế: 70.000 m 3 /ngày) [22]

Hiệu quả xử lý thực tế của hệ thống được đưa ra trong bảng 1.8: [22]

Bảng 1.8: Hiệu quả xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải Sah Alam

Thông số Chất lượng nước thải

đầu vào

Chất lượng nước thải đầu ra

Bể lắng sơ cấp

Bể khử trùng

Thải vào môi trường

Bể nén bùn trọng lực

Bể phân huỷ yếm khí

Bể xử lý thiếu khí

Bể xử lý hiếu khí

Bể lắng thứ cấp Lọc ép

băng tải

Hình 1.6: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm xử

lý nước thải Sah Alam - Rigional STP

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trạm xử lý

nước thải Bandar - Baru Sungai Buluhc, Bandar Baru Sungai Buluh, Selangor

(Công suất thiết kế: 35.000 m 3 /ngày; công suất thực tế: 35.000 m 3 /ngày) [22]

Bảng 1.9 trình bày hiệu quả xử lý thực tế của dây chuyền công nghệ

Bảng 1.9: Hiệu quả xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải

Bandar - Baru Sungai Buluh [22]

Thông số Chất lượng nước thải

đầu vào

Chất lượng nước thải đầu ra

Bể tách

mỡ

Bể khử trùng

Thải vào môi trường

Bể nén bùn trọng lực

Bể chứa bùn

Bể Aeroten kéo dài

Bể lắng thứ cấp Lọc ép

băng tải

Chôn

lấp

Hình 1.7: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm

xử lý nước thải Bandar - Baru Sungai Buluh

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trạm xử lý

nước thải Taman Desa Tebrau, Jalan Canang, Taman Desa Tebrau, Ulu

Tiram, Johor (Công suất thiết kế: 10.800 m 3 /ngày; công suất thực tế: 4.932

m 3 /ngày) [22]

Hiệu quả xử lý thực tế của hệ thống được đưa ra trong bảng 1.10:

Bảng 1.10: Hiệu quả xử lý thực tế của hệ thống xử lý nước thải

Taman Desa Tebrau [22]

Thông số Chất lượng nước thải

đầu vào

Chất lượng nước thải đầu ra

Thải vào môi trường

Bể nén bùn trọng lực

Bể chứa bùn

Bể tách

mỡ

Bể lắng thứ cấp Kênh oxi hoá

Hình 1.8: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm

xử lý nước thải Taman Desa Tebrau

1.5.1.3 Tại Thái Lan

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng tại Trạm xử lý nước thải đô thị Chaiyapoom, tỉnh Chaiyapoom (Công suất thiết kế: 6.000 m 3 /ngày; công suất thực tế: 1.400 m 3 /ngày) [22]

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng tại Trạm xử lý nước thải Phuket, tỉnh Phuket (Công suất thiết kế: 12.000 m 3 /ngày; công suất thực tế: 17.000 m 3 /ngày) [22]

Nước thải

đầu vào

Trạm bơm

Thải vào môi trường

Thải vào môi

Chắn ráctinh

Bể chứa bùn

Hình 1.10: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm

xử lý nước thải Phuket

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng tại Trạm xử lý nước thải đô thị Sriracha, tỉnh Cholburi (Công suất thiết kế: 18.000 m 3 /ngày; công suất thực tế: 2.000 m 3 /ngày) [22]

1.5.2 Các sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị sử dụng ở Việt Nam

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng tại Trạm xử lý nước thải đô thị tỉnh Cần Thơ (Công suất thiết kế: 24.000 m 3 /ngày) [7]

Thải vào môi trường

Bể lắng thứ cấp

Kênh oxi hoá Chắn rác

Bể chứa bùn

Hình 1.11: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm xử

Bể xử lý sinh học nhỏ giọt

Hồ phân hủy bùn

Bể lắng sơ bộ

Sân phơi bùn

Hình 1.12: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng tại Trạm xử lý nước thải

đô thị tỉnh Cần Thơ

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại tỉnh Sóc Trăng (Công suất thiết kế: 16.000 m 3 /ngày) [7]

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Hệ thống xử lý nước thải Thủ Dầu I (Công suất thiết kế: 78.000 m 3 /ngày) và Hệ thống xử lý nước thải Lái Thiêu - Bình Dương (Công suất thiết kế: 11.000 m 3 /ngày) [7]

Bể lắng sơ bộ

Sân phơi bùn

Hình 1.13: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng tại Trạm xử lý nước thải

Xử lý sinh học Mương oxy hoá

-Bể nén bùn

Bể lắng cát

Khử nước bùn

Bể khử trùng

Hình 1.14: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sử dụng tại Hệ thộng xử lý nước

thải Thủ Dầu I

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Phú Lộc, Sơn Trà, Hoà Cương, Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng (Công suất: 64.400 m 3 /ngày) [7]

* Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm xử lý nước thải Bắc Thăng Long - Vân Trì - Hà Nội (Công suất: 42.000 m 3 /ngày) [7]

Hình 1.15: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Phú Lộc,

Hình 1.16: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị tại Trạm xử

lý nước thải Bắc Thăng Long - Vân Trì - Hà Nội

Thải vào hệ thống thoát nước

Chương II: xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải đô

thị bằng các kỹ thuật sinh học

2.1 Các công đoạn xử lý nước thải đô thị

* Xử lý sơ bộ:

Nhằm loại bỏ các cặn nặng (cát, xỉ than, ) vật nổi (dầu, mỡ, bọt, ) rác

có trong nước thải để bảo vệ và nâng cao hoạt động của các máy móc thiết bị lắp đặt trong công trình xử lý

Nhằm đảm bảo nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận không còn

vi trùng, virut gây bệnh và truyền bệnh, khử màu, khử mùi và giảm nhu cầu oxy sinh hoá của nguồn tiếp nhận

* Xử lý cặn:

Cặn lắng ở sau các công đoạn xử lý sơ bộ và xử lý thứ cấp còn chứa nhiều nước và chứa nhiều cặn hữu cơ còn khả năng thối rữa vì thế cần áp dụng một số biện pháp để xử lý tiếp cặn lắng, làm cho cặn ổn định và loại bớt nước

để giảm thể tích, trọng lượng nước trước khi xả vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa

đi sử dụng