THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG GÀNH HÀO _ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MÀNG SUBMERGED MEMBRANE BIOREACTOR Xem nội dung đầy đủ tại: https://123doc.org/document/5317563-nguyen-quoc-vu.htm

 Thành phần vật lý : - Theo trạng thái vật lí, các chất bẩn trong nước thải được chia thành: - Các chất không hoà tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ở dạng huyền phù,

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG GÀNH HÀO _ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MÀNG SUBMERGED MEMBRANE BIOREACTOR

SVTH : Nguyễn Quốc Vũ Ngành : Kỹ Thuật Môi Trường MSSV : 06127155

Niên khóa : 2006 - 2010

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 7/2010



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG GÀNH HÀO _ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MÀNG SUBMERGED MEMBRANE BIOREACTOR

MSSV: 06127155

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 7/2010

Xin chân thành cám ơn Doanh nghiệp tư nhân xăng dầu Long Phước đã giúp đỡ tôi trong công việc thu thập số liệu thiết kế

Cám ơn các bạn sinh viên lớp ĐH06MT, Khoa Công Nghệ Môi Trường,

Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh

Cuối cùng, xin cám ơn gia đình là nguồn động viên và là điểm tựa vững chắc,

đã hỗ trợ và tạo nghị lực cho tôi trong suốt quá trình học tập

Chân thành cám ơn!

Tp HCM, tháng 07 năm 2010

Sinh Viên

NGUYỄN QUỐC VŨ

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Nhà hàng Gành Hào là một trong số những nhà hàng nổi tiếng tại Thành phố Vũng Tàu Mỗi ngày, nhà hàng có khả năng tiếp từ 500 - 1000 thực khách Mặt khác, mỗi ngày nhà hàng cũng đã xả ra môi trường khoảng 150m3 nước thải chưa qua xử lí Vấn đề này không những ảnh hưởng đến uy tín và danh tiếng của nhà hàng mà còn làm cho nhà hàng tốn một lượng tiền nhất định.Vì vậy, yêu cầu được đặt ra là phải xử

lí và tận dụng được nguồn nước thải này

Khoá luận này tập trung tìm phương án tối ưu để xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà hàng Với yêu cầu do nhà hàng đề ra là nước thải xả ra sau xử lí phải đạt tiêu chuẩn loại A QCVN 14 - 2008 nhằm tận dụng làm nước rửa toilet, tưới cây… Từ việc tham khảo các tài liệu về nước thải sinh hoạt và tham quan thực tế tại một số trạm

xử lí nước thải sinh hoạt khác, khoá luận đã dự tính thông số xả thải của nhà hàng và

đề xuất 2 phương án xử lý với công suất là 150 m3/ngày

- Phương án 1: Nước thải từ nhà hàng sau khi qua thiết bị chắn rác thô được dẫn qua hố thu gom, bơm qua song chắn rác tinh rồi dẫn qua bể tách dầu mỡ Sau đó, nước thải được bơm qua bể điều hòa, tự chảy vào bể Aerotank, qua lắng II, qua bể trung gian nước thải tiếp tục được lọc với bể lọc áp lực và cuối cùng được khử trùng bằng Clo trước khi được xả vào nguồn nước

- Phương án 2: Tương tự phương án 1, nhưng sử dụng bể MBR thay cho bể Aerotank.Với phướng án này,nước thải không cần phải qua bể lắng,lọc và khử trùng Qua tính toán, phân tích về mặt kinh tế và kỹ thuật, đã lựa chọn phương án 2 là phương án xử lý nước thải cho nhà máy với các tiêu chí:

- Đảm bảo hiệu quả xử lý, nước thải đầu ra đạt QCVN 14 - 2008, loại A

- Tốn diện tích ít nhất

- Dễ dàng cải tạo hoặc nâng cấp

MỤC LỤC

Mục lục Trang

LỜI CẢM ƠN i  

TÓM TẮT KHÓA LUẬN ii  

MỤC LỤC iii  

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv  

DANH MỤC HÌNH ẢNH v  

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi  

Chương 1 MỞ ĐẦU 1  

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1  

1.2 MỤC TIÊU KHÓA LUẬN 1  

1.3 NỘI DUNG KHÓA LUẬN 2  

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2  

1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 2  

1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 2  

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3  

2.1.THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3  

2.1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt 3  

2.1.2 Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với môi trường 8  

2.2 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ HÀNG GÀNH HÀO 13  

2.2.1 Giới thiệu chung về Nhà hàng Gành Hào 13  

2.2.2 Vị trí địa lý 14  

2.2.3 Điều kiện tự nhiên và môi trường 15  

2.2.3.1 Điều kiện địa chất, địa lý 15  

2.2.3.2 Điều kiện về khí tượng thủy văn 15  

2.3 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI NHÀ HÀNG 16  

2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm nước 16  

2.3.2 Tính chất nước thải 17  

2.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG SINH HỌC 18  

2.5 Công nghệ MBR 23  

2.5.1 Giới thiệu chung 23  

2.5.2 Cơ sở ứng dụng màng Membrane 24  

2.5.3 Phân loại các kiểu màng xử lý 24  

2.5.4 Bể MBR 25  

Chương 3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 32  

3.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY LIÊN DOANH CAO ỐC 32  

3.2 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ANAMANDARA RESORT 34  

3.3 KHÁCH SẠN CARAVEL 36  

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 39  

4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 39  

4.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN 39  

4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 44  

4.3.1 Phương án 1 45  

4.3.2 Phương án 2 49  

4.4 DỰ TOÁN KINH TẾ 50  

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52  

5.1 KẾT LUẬN 52  

5.2 KIẾN NGHỊ 52  

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54  

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

dụng màng

lửng

Solid

Cặn lơ lửng của hỗn dịch bùn

TMP Transmembrane pressure Áp suất hút trên bề mặt

màng

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 3.1 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải 33 

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải 37 

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1 40 

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2 42 

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 :Tiêu chuẩn thải nước từ khách sạn và các khu dịch vụ thương mại 6 

Bảng 2.2: Lượng chất bẩn tính cho một người trong ngày đêm 7 

Bảng 2.3: Tính chất nước thải của khách sạn: 7 

Bảng 2.4: Kết quả phân tích nước thải của Quán ăn Gành Hào 17 

Bảng 3.1 Nồng độ nước thải ( Kết quả phân tích ) 32 

Bảng 3.2: Nồng độ nước thải ( Kết quả phân tích ) 35 

Bảng 4.1: Bảng hiệu suất phương án 1 41 

Bảng 4.2: Bảng hiệu suất phương án 2 44 

Bảng 4.3: Tổng hợp tính toán Bẻ thu gom 45 

Bảng 4.4: Tổng hợp tính toán Song chắn rác tinh 45 

Bảng 4.5: Tổng hợp tính toán Bể tách mỡ 45 

Bảng 4.6: Tổng hợp tính toán Bể điều hòa 46 

Bảng 4.7: Tổng hợp tính toán bể Aerotank 46 

Bảng 4.8: Tổng hợp tính toán bể lắng 2 47 

Bảng 4.9: Tổng hợp tính toán bể trung gian 47 

Bảng 4.10: Tổng hợp tính toán bể lọc áp lực 48 

Bảng 4.11: Tổng hợp tính toán bể tiếp xúc 48 

Bảng 4.12 Tổng hợp tính toán bể chứa bùn 48 

Bảng 4.13: Tổng hợp tính toán bể MBR 49 

Bảng 4.14: Tổng hợp tính toán bể trung gian 49 

Bảng 4.15: Khái quát tính toán kinh tế phương án 1 50 

Bảng 4.16: Khái quát tính toán kinh tế phương án 2 50 

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Vũng Tàu là một địa điểm du lịch, nghỉ mát nổi tiếng ở khu vực phía Nam, chủ yếu với du lịch biển Ngoài việc thu hút khách du lịch bằng phong cảnh đẹp, có nhiều nơi vui chơi, giải trí…và ẩm thực cũng là một điểm nhấn quan trọng thu hút du khách đến với Vũng Tàu Nhiều nhà hàng, quán ăn mọc lên để đáp ứng được nhu cầu này Nhà hàng Gành Hào là một trong số những nhà hàng nổi tiếng tại Thành phố Vũng Tàu Mỗi ngày, nhà hàng có khả năng tiếp từ 500 - 1000 thực khách Mặt khác, mỗi ngày nhà hàng cũng đã xả ra môi trường khoảng 150m3 nước thải chưa qua xử lí Vấn

đề này không những ảnh hưởng đến uy tín và danh tiếng của nhà hàng mà còn làm cho nhà hàng tốn một lượng tiền nhất định Vì vậy, yêu cầu được đặt ra là phải xử lí và tận dụng được nguồn nước thải này

Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà hàng nhằm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn QCVN 14 - 2008, loại A trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận là một công việc rất có ý nghĩa đối với nhà hàng nhằm tạo hình ảnh tốt đẹp và đảm bảo cho nhà hàng thực hiện tốt các quy định của pháp luật Việt Nam về môi trường Đó cũng là lý do mà

tôi chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà hàng Gành Hào - Ứng dụng công nghệ Submerged Membrane Bioreactor” cho Luận Văn Tốt Nghiệp Kỹ Sư

Nghành Kỹ Thuật Môi trường

1.2 MỤC TIÊU KHÓA LUẬN

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà hàng Gành Hào -TP Vũng Tàu, công suất 150m3/ngày đêm đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN - 142008 và TCVN 5945 - 2005 đối với nguồn tiếp nhận loại A

1.3 NỘI DUNG KHÓA LUẬN

 Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

- Giới thiệu về Nhà hàng Gành Hào- TP Vũng Tàu

- Tổng quan về thành phần,tính chất và đặc trưng nước thải Nhà hàng Gành

Hào-TP Vũng Tàu

- Xây dựng phương án công nghệ xử lý nước thải cho Nhà hàng Gành Hào-TP

Vũng Tàu đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 14:2008 và TCVN 5945 - 2005 đối với nguồn tiếp nhận loại A (2 phương án)

- Tính toán các công trình đơn vị theo các phương án đề xuất

- Tính toán kinh tế và so sánh lựa chọn phương án

 Bố trí công trình và lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp điều tra ,thu thập tài liệu, số liệu về hệ thống xử lý nước thải và các

chỉ tiêu về chất lượng nước

- Phương pháp thống kê xử lý số liệu

- Dùng các công cụ Word, Excel, Autocad để trình bày khóa luận

1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI

- Đối tượng: nước thải sản xuất và sinh hoạt tại nhà hàng Gành Hào

- Phạm vi: Nhà hàng Gành Hào - TP Vũng Tàu

- Thời gian thực hiện: từ 5/4/2010 - 4/7/2010

1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

- Môi trường: đạt chuẩn xả thải, đảm bảo cho hệ thống xử lý nước thải tốt

- Kinh tế: tiết kiệm tài chính cho nhà hàng hơn là việc phải nộp phạt về phí môi trường Đồng thời đảm bảo cho môi trường và sự phát triển bền vững của con người

- Thực tiễn: xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà hàng Gành Hào

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1.THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SINH HOẠT

2.1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt

Các chất chứa trong nước thải sinh hoạt bao gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật

Thành phần tính chất của nước thải được xác định bằng phân tích hoá lý, vi sinh

 Thành phần vật lý :

- Theo trạng thái vật lí, các chất bẩn trong nước thải được chia thành:

- Các chất không hoà tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ở dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải …

- Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng10-4-106mm

- Các chất bẩn dạng tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạng phân tử hoặc phân li thành ion,

- Nước thải sinh hoạt thường có mùi hôi khó chịu khi vận chuyển trong cống sau 2

- 6 giờ xuất hiện khí hydrosunfua (H2S)

 Thành phần hoá học :

- Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 -60% tổng các chất Các chất hữu cơ này bao gồm chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy … và các chất hữu cơ động vật (chất thải bài tiết của người ) Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tính hoá học gồm chủ yếu là protein (chiếm 40 – 60%), hydratcacbon (25 - 50%), các chất béo, dầu mỡ (10%) Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước thải Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác định thông qua chỉ tiêu BOD, COD Bên cạnh các chất trên nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp: các chất hoạt động bề mặt mà điển hình là chất tẩy tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat- ABS) rất khó

xử lí bằng phương pháp sinh học và gây nên hiện tượng sủi bọt trong các trạm xử lí nước thải và trên mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải

- Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 - 42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, các axit, bazơ vô cơ… Nước thải chứa các hợp chất hoá học dạng vô cơ như sắt, magie, canxi, silic, nhiều chất hữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các chất thải khác như: cát, sét, dầu mỡ Nước thải vừa xả ra thường có tính kiềm, nhưng dần dần trở nên có tính axit vì thối rữa

 Thành phần vi sinh, vi sinh vật

Trong nước thải còn có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, vi rút, nấm, rong tảo, trứng giun sán… trong số các dạng vi sinh vật đó, có thể có cả các vi trùng gây bệnh (ví dụ: lỵ, thương hàn…) có khả năng gây thành dịch bệnh Về thành phần hoá học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ

Khi xét đến các quá trình xử lí nước thải, bên cạnh các thành phần vô cơ, hữu

cơ, vi sinh vật như đã nêu trên thì quá trình xử lí còn phụ thuộc rất nhiều trạng thái hoá lí của các chất đó và trạng thái này được xác định bằng độ phân tán của các hạt Theo đó, các chất chứa trong nước thải được chia thành 4 nhóm phụ thuộc vào kích thước hạt của chúng

- Nhóm 1: gồm các tạp chất phân tán thô, không tan ở dạng lơ lửng, nhũ tương, bọt Kích thước hạt của nhóm 1 nằm trong khoảng 10-1-10-4mm Chúng cũng có thể là chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật … và hợp cùng với nước thải thành hệ dị thể không bền và trong điều kiện xác định có thể lắng xuống dưới dạng cặn lắng hoặc nổi lên trên mặt nước, hoặc tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong khoảng thời gian nào đó Do

đó, các chất chứa trong nhóm này có thể dễ dàng tách ra khỏi khỏi nước thải bằng phương pháp trọng lực

- Nhóm 2: gồm các chất phân tán dạng keo với kích thước hạt của nhóm này nằm trong khoảng 10-4-10-6mm chúng gồm 2 loại keo: keo ưa nước và keo kị nước Keo ưa nước được đặc trung bằng khả năng liên kết giữa các hạt phân tán với nước Chúng thường là những chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn: hydratcacbon (xenlulo, tinh bột), protit (anbumin, hemoglobin, …)

Keo kị nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhôm, silic …) không có khả năng liên kết như keo

ưa nước

Thành phần các chất keo có trong nước thải chiếm 35-40% lượng các chất lơ lửng Do kích thước nhỏ bé nên khả năng tự lắng của các hạt keo là khó khăn Vì vậy,

để các hạt keo có thể lắng được, cần phá vỡ độ bền của chúng bằng phương pháp keo

tụ hoá học hoặc sinh học

- Nhóm 3: gồm các chất hoà tan có kích thước hạt phân tử nhỏ hơn 10-7mm Chúng tạo thành hệ một pha còn gọi là dung dịch thật Các chất trong nhóm 3 rất khác nhau về thành phần Một số chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất nước thải: độ màu, mùi, BOD, COD … được xác định thông qua sự có mặt các chất thuộc nhóm này và để xử

lí chúng thường sử dụng biện pháp hoá lí và sinh học

- Nhóm 4: gồm các chất có trong nước thải có kích thước hạt nhỏ hơn hoặc bằng 10-8mm (phân tán ion) Các chất này chủ yếu là axit, bazơ và các muối của chúng Một trong số đó như các muối amonia, phosphat được hình thành trong quá trình xử lí sinh học

Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt, mức sống của người dân, mức độ hoàn thiện của thiết bị, trạng thái làm việc của thiết bị thu gom nước thải Số lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều kiện tiện nghi cuộc sống, tập quán dùng nước của từng dân tộc, điều kiện tự nhiên và lượng nước cấp Ví dụ: đối với khách sạn, lưu lượng nước thải khách sạn được xác định dựa vào lượng khách trong khách sạn và tiêu chuẩn thải nước

Bảng 2.1 :Tiêu chuẩn thải nước từ khách sạn và các khu dịch vụ thương mại

Nguồn nước thải Đơn vị Lưu lượng (l/đơn vị ngày )

Dãy Trị số tiêu chuẩn

-Tiêu chuẩn không qui định

-Thời gian thu mẫu nước thải vào lúc 15 giờ 30

Khi tính toán nồng độ chất bẩn của nước thải thì dựa theo lượng chất bẩn cho một người trong ngày đêm

Bảng 2.2: Lượng chất bẩn tính cho một người trong ngày đêm

Clorua 10

Nguồn: Tiêu chuẩn Xây Dựng TCXD 51- 84

Bảng 2.3: Tính chất nước thải của khách sạn:

2.1.2 Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với môi trường

 Ảnh hưởng của chất hữu cơ đến sinh vật thuỷ sinh

Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học và các chất tiêu thụ oxygen trong nước thải sinh hoạt làm suy kiệt hàm lượng oxy hoà tan trong nước do trong nước thải sinh hoạt

bi ô nhiễm hữu cơ đòi hỏi một lượng oxy cao cung cấp cho vi khuẩn để tự làm sạch Điều này dẫn đến hệ sinh thái dưới nước bị ảnh hưởng Tôm, cá bị thiếu oxy sẽ chết làm giảm sản lượng đánh bắt Ngoài ra, sản phẩm từ sự phân huỷ các chất hữu cơ còn

có thể là chất độc đối với sinh vật thuỷ sinh

Dựa vào đặc điểm dễ bị phân huỷ do vi sinh vật có trong nước thải sinh hoạt ta có thể phân các chất hữu cơ như sau:

+ Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ: Đó là các hợp chất protein, hydratcacbon, chất béo … Trong thành phần các chất hữu cơ từ nước thải sinh hoạt có khoảng 40 – 60% protein, 25 – 50% hydratcacbon, 10% chất béo Các hợp chất này chủ yếu làm suy giảm oxy hoà tan trong nước

+ Chất hữu cơ khó bị phân huỷ: Các chất này thuộc các chất hữu cơ có vòng thơm, các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ, phospho hữu cơ … Trong

số các chất này, có nhiều hợp chất là chất hữu cơ tổng hợp Hầu hết chúng có tính độc đối với sinh vật và con người Chúng tồn lưu lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật gây độc tích luỹ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống

 Ảnh hưởng của vi khuẩn trong nước thải sinh hoạt đối với con người

Trong nước thải sinh hoạt rất giàu các chất hữu cơ, gồm 3 nhóm chất: protein (40 – 50 %), hidratcacbon (50%), chất béo (10%) Protein là polime của acid amin, là nguồn dinh dưỡng chính cho vi sinh vật Hidratcacbon là các chất đường bột và xenlulozơ Tinh bột và đường rất dễ bị phân huỷ bởi vi sinh vật, còn xenlulozơ bị phân huỷ muộn hơn và tốc độ phân huỷ chậm hơn nhiều Chất béo ít tan và vi sinh vật phân giải với tốc độ rất chậm Số lượng vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn, có trong nước thải rất lớn (khoảng 105 – 109 tế bào /ml) Ngoài việc chúng đóng vai trò phân huỷ các chất hữu cơ, cùng với các chất khoáng khác dùng làm chất nuôi tế bào vi khuẩn và đồng thời làm sạch nước thải, chúng còn có một số vi sinh vật gây bệnh (ecoli, coliform,

…) Các loài vi sinh vật gây bệnh hiện hữu trong nước thải đưa ra sông góp phần làm cho các bệnh , đặc biệt là các bệnh đường ruột (thương hàn, tả, lị, …) gia tăng do lây lan qua con đường ăn uống và sinh hoạt

Trong phân người có chứa nhiều loại vi trùng gây bệnh ( như vi trùng tả, lị, thương hàn và trứng giun sán) Trong thực tế là không thể xác định tất cả các loại vi trùng này đối với từng mẫu nước vì phức tạp và tốn thời gian Do đó thông thường trong nghiên cứu ô nhiễm ta không xác định các loại vi trùng gây bệnh mà xác định mẫu nước có bị ô nhiễm phân không Muốn vậy, ta chỉ cần xác định một vài vi sinh chỉ thị cho ô nhiễm phân Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân:

+ Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia coli (Ecoli)

+ Nhóm streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis

+ Nhóm clostridia khử sulfit đặc trưng là Clostridium perfringens

Sự có mặt của các vi sinh này chỉ ra rằng nước bị ô nhiễm, như vậy có ý nghĩa

là có thể có vi trùng đường ruột trong nước và ngược lại nếu không có các vi sinh chỉ thị có ý nghĩa là có thể không có vi trùng gây bệnh đường ruột

 Ảnh hưởng của chất tẩy rửa đối với môi trường

Trong nước thải sinh hoạt, các chất tẩy rửa được dùng với mục đích: giặt ra gối, ra giường, làm vệ sinh sàn nhà, toilet … Đây là chất hoá học hữu cơ bền vững, có độc tính cao đối với con người

Xà phòng là những muối của axit béo bậc cao như natrisearat, được sử dụng như tác nhân làm sạch Trong nước cứng, xà phòng thường kết tủa thành muối canxi

và magiê, hiệu quả làm sạch bị mất Xà phòng thường có pH cao hơn 7, dễ phá huỷ các sợi có nguồn gốc là protein động vật Xà phòng vào hệ thống nước thải có thể làm thay đổi pH của nước, cùng với khả năng tạo bọt váng làm giảm khả năng hoà tan của oxy trong nước Xà phòng còn có khả năng sát khuẩn nhẹ, một chừng mực nào đó có tác dụng kìm hãm sinh trưởng của hệ vi sinh vật trong nước Nhìn chung xà phòng không phải là tác nhân cơ bản gây ô nhiễm nước nhưng gây ảnh hưởng đến năng suất làm việc của hệ thống xử lý

Các chất tẩy rữa thường có 10 - 30% là các chất hoạt động bề mặt, 12% các chất phụ gia và một số chất độc khác Sản lượng các chất tẩy rữa sản xuất hàng năm trên thế giới vào khoảng 25 triệu tấn Các chất hoạt động bề mặt ( ABS ) vào nước tạo huyền phù bền vững dưới dạng keo, làm giảm hoạt tính của màng sinh học trong các phin lọc nước cũng như bùn hoạt tính Các chất tẩy rữa khi có trong nước thải sẽ làm cho nứơc tạo một khối bọt lớn vừa gây cảm giác khó chịu vừa làm giảm khả năng khuếch tán khí vào nước Như vậy, các chất tẩy rửa là nguồn gây ô nhiễm nước rất đáng quan tâm Bản thân chúng ít có độc tính đối với người và động vật, nhưng gây ô nhiễm nước làm giảm chất lượng của nước, đặc biệt là nước uống Ngoài ra, chúng làm cho thực vật trong nước phát triển Khi poliphosphat phân huỷ trong nước tạo thành các dạng ion phosphat, là nguồn dinh dưỡng cho các loại tảo, vi sinh bậc thấp

P3O10 + 2H2O Y 2HPO4-2 + H2PO4

-( HPO4-2 , H2PO4- là nguồn dinh dưỡng cho sinh vật bậc thấp trong nước)

 Ảnh hưởng của chất dinh dưỡng trong nước thải sinh hoạt:

Hàm lượng Nitơ (N ), Phospho (P ) trong nước thải sinh hoạt là khá cao Các chất này có trong quá trình chế biến thức ăn hay có trong thức ăn dư thừa Đây là chất dinh dưỡng của các loài thuỷ sinh Khi các chất dinh dưỡng này quá nhiều sẽ thúc đẩy

sự phát triển của các vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm nước, tảo, thực vật nổi Hậu quả đầu tiên là sự tăng trưởng phiêu sinh thực vật cấp thấp, tăng trưởng đáng kể sinh khối

hệ phiêu sinh Tăng trưởng đáng kể các loại tảo que, tảo xanh, tảo độc Tăng nồng độ Chllorophyll sẽ đẩy mạnh quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong nước Suy giảm nghiêm trọng hàm lượng oxy hoà tan là yếu tố cơ bản trong quá trình tự làm sạch nguồn nước, giảm đáng kể độ trong của nước Những điều này gây hậu quả nghiêm trọng là một loài cá có giá trị kinh tế cao bị tiêu diệt do thiếu dưỡng khí và ăn phải các loài tảo độc Một số loài cá khác thích ứng được với điều kiện sinh trưởng mới thường

là các loài cá không tốt và không ngon Sự thiếu dưỡng khí làm giảm khả năng tự làm sạch nguồn nước cùng với sự phân huỷ chất hữu cơ làm nước bị nhiễm bẩn có mùi khó chịu, pH của nước bị giảm

Trong nước hợp chất chứa Nitơ thường tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ, amoniac, dạng oxy hoá ( nitrat, nitrit ).Các dạng này là các khâu trong chuỗi phân huỷ hợp chất chứa nitơ hữu cơ thí dụ như protein và hợp phần của protein

Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất nitơ hữu cơ, amoniac hoặc NH4OH thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm NH3 trong nước sẽ gây độc cho các và các sinh vật khác trong nước

Nếu trong nước có hợp chất nitơ chủ yếu là nitrit là nước đã bị ô nhiễm một thời gian dài hơn

Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrat chứng tỏ quá trình phân huỷ

đã kết thúc Tuy vậy, các nitrat chỉ bền ở điều kiện hiếu khí, khi ở điều kiện kị khí hay thiếu khí các nitrat ở trong nước cao có thể gây độc với người vì khi vào cơ thể, với điều kiện thích hợp ở đường tiêu hoá, nitrat sẽ biến thành nitrit Nitrit (NO2-) là sản phẩm trung gian của quá trình oxy hoá amoni (NH4+) trong nước thành nitrat Đây là một tác nhân có hại cho sức khoẻ con người vì khi vào cơ thể nó có khả năng kết hợp với hồng cầu (hemoglobin) trong máu sau đó chuyển hoá thành methemoglobin và cuối cùng chuyển thành methemoglobiamine là chất ức chế việc liên kết và vận chuyển oxy, gây bệnh thiếu oxy trong máu và sinh ra bệnh máu trắng

4HbFe2+O2 + NO2- + 2H2O Y 4HbFe3+OH + 4 NO3- + O2

Ở trong nước amoniac tồn tại ở dạng NH3 và NH4+ (NH4OH, NH4NO3 , (NH4)2SO4 …) tuỳ thuộc vào pH của nước vì nước là bazơ yếu, NH3 hay NH4+ có trong nước cùng vói phosphat thúc đẩy quá trình phú dưỡng của nước Tính độc của

NH3 cao hơn các ion amon (NH4+) Với nồng độ 0.01mg/l NH3 đã gây độc cho cá qua đường máu, nồng độ 0.2 – 0.5 mg/l đạ gây độc cấp tính Ơ Hà Lan qui định hàm lượng amon trong nước mặt trên 5mg/l là nước ô nhiễm nặng FAO qui định cho nước nuôi cá: nồng dộ amon < 0.2mg/l đối với cá họ Salmon (cá hồi) và 0.8mg/l đối với họ cá Cyprinid (cá chép)

Nitrat là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ chứa N có trong nước thải của con người, động vật Trong nước tự nhiên, nồng độ nitrat thường < 5mg/l vùng bị ô nhiễm do chất thải có hàm lượng nitrat trong nước trên 10 mg/l làm cho rong tảo dễ phát triển, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước sinh hoạt và nuôi trồng thuỷ sản

Bản thân nitrat không phải là chất có độc tính, nhưng ở trong cơ thể nó bị chuyển hoá thành nitrit rồi kết hợp với một số chất khác có thể tạo thành các hợp chất nitrozo, là chất có khả năng gây ung thư Hàm lượng nitrat trong nước cao nếu uống phải sẽ gây bệnh thiếu máu, làm trẻ xanh xao do giảm chức năng Haemoglobin (Hb) Nguyên do của việc này là vì lượng nitrat tăng trong cơ thể Theo qui định của WHO, nitrat có trong nước uống không quá 10mg/l (tính theo N) hoặc 45NO3- mg/l

Phospho là chất có nhiều trong phân người, thực phẩm Phospho có trong nước thường có dạng ortho phosphat, muối phosphat của axit phosphoric H2PO4-, HPO42-,

PO43- từ tôm cá thối rửa, các poliphosphat từ các chất tẩy rửa pyrometaphosphat

Na2(PO4)6, tripoliphosphat Na5P3O4, pyrophosphat Na4P2O7 Tất cả các dạng poliphosphat đều có thể chuyển hoá về orthophosphat trong môi trường nước đặc biệt

là ở điều kiện môi trường axit và ở nhiệt độ cao (gần điểm sôi) Ngoài ra, trong nước còn có các hợp chất phospho hữu cơ

Nồng độ phospho trong nguồn nước không nitơ thường <0.01mg/l, ở vùng sông ngòi nhiễm nước thải sinh hoạt lên tới trên 0.5mg/l

Bản thân phosphat không phải là chất gây độc, nhưng quá cao trong nước sẽ làm nước “nở hoa” làm giảm chất lượng nước Các nước EU qui định đối với nước sinh hoạt nồng độ orthophotphat thấp hơn 2.18mg/l

 Ảnh hưởng của chất rắn lơ lửng:

Chất rắn lơ lửng hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu … Chất rắn có khả năng gây trở ngại cho phát triển thuỷ sản, cấp nước sinh hoạt nếu chúng có nồng độ cao Tiêu chuẩn của WHO đối với nước uống không chấp nhận tổng chất rắn tan (TDS) cao hơn 1200 mg/l

Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thuỷ sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng Các chất rắn được tạo ra trong quá trình xói mòn, phong hoá địa chất, do nước chảy tràn từ đồng ruộng

Tóm lại, mọi nguồn nước đều có khả năng tự làm sạch nhờ khả năng tự pha loãng, xáo trộn nước thải với nguồn, khoáng hoá các chất bẩn hữu cơ bằng oxy hoà tan trong nước nhờ hoạt động của vi sinh vật hiếu khí làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm đến mức độ nhất định Nhưng khi xả nước thải vào nguồn với lưu lượng lớn vượt quá khả năng tự làm sạch của sông, hồ thì lượng nước thải này sẽ làm nhiễm bẩn nguồn nước sông, hồ Nếu nước thải chưa xử lí bị ứ đọng, tù hãm sự phân huỷ kị khí chất hữu cơ sẽ sinh ra mùi hôi thối ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân cũng như các hoạt động văn hoá ven sông Hơn nữa, nước thải còn chứa vô số các vi khuẩn gây bệnh từ chất bài tiết của con người và có thể hứa độc tố gây nguy hại đến sức khoẻ con người và hệ thuỷ sinh của hệ sinh thái

Từ các phân tích trên thì việc xử lí nước thải sinh hoạt là vấn đề rất cần thiết

2.2 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ HÀNG GÀNH HÀO

2.2.1 Giới thiệu chung về Nhà hàng Gành Hào

Tên công ty: QUÁN ĂN GÀNH HÀO – CHI NHÁNH DNTN XĂNG DẦU

LONG PHƯỚC

Tên giao dịch: QUÁN ĂN GÀNH HÀO

Loại hình doanh nghiệp: Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên

Ngành nghề kinh doanh:

- Dịch vụ ăn uống đặc sản biển; dịch vụ cho thuê thuyền câu cá

- Mua bán thuốc lá sản xuất trong nước; mua bán đồ uống có cồn (rượu, bia)

 Quy mô nhà hàng Gành Hào

Gồm các hạng mục dưới đây

- Có diện tích lần lượt 100m2 và 150m2 để tổ chức ăn uống…

Khu ăn uống ngoài trời

- Có diện tích lần lượt 100m2 và 150m2 để tổ chức ăn uống…

Khu giặt tẩy và máy phát điện

- Có diện tích khoảng 60m2

Ngoài ra còn có nhà bếp rộng khoảng 100m2 được xây dựng nhà cấp 4, bậc II chịu lửa, khu chế biến thủy sản và khu pha chế khoảng 100m2

Tổng số cán bộ công nhân viên trong Quán Ăn Gành Hào: 100 người

Khu vực giữ xe cho khách hàng

- Có diện tích khoảng 220m2

2.2.2 Vị trí địa lý

- Phía đông : giáp biển (5m)

- Phía tây : giáp đường Trần Phú (4m)

- Phía nam :giáp đường quán tre (25m)

- Phía bắc : giáp bãi đất của nhà nghỉ Cao Su (4m)

2.2.3 Điều kiện tự nhiên và môi trường

2.2.3.1 Điều kiện địa chất, địa lý

Khu vực xây dựng là đất trống, đã san lấp mặt bằng sơ bộ, trước đó được dùng làm bãi giữ xe Tuy nhiên khi xây dựng phải san phẳng thêm

Địa chất khu xây dựng chịu ảnh hưởng của mặt cắt địa chất chung tại khu vực, nhìn chung địa chất khu vực xây dựng tương đối tốt Gần khu vực dự án cũng đã một

số tòa nhà cao tầng và một số đang xây dựng

2.2.3.2 Điều kiện về khí tượng thủy văn

Quá trình lan truyền, phát tán và chuyển hóa các chất ô nhiễm ngoài môi trường phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, chế độ mưa

và bốc hơi, chế độ gió và hướng gió, chế độ thủy văn sông rạch và độ bền vững khí hậu

Khu vực của dự án nằm trong thành phố Vũng Tàu nên các số liệu về điều kiện khí hậu được thảo khảo của tỉnh, tại trạm Vũng Tàu các yếu tố cơ bản khí hậu gồm có:

 Nhiệt độ: Trung bình ngày là 26,10C, cao nhất là 28,50C và thấp nhất ngày là 23,70C, nhìn chung đây là khí hậu thuận lợi cho khai thác du lịch

 Độ ẩm trung bình ngày: Cả năm là 70 – 80%, các tháng mùa mưa độ ẩm khá cao: 80 – 85%, các tháng mùa khô là 70 – 75% Trong ngày, độ ẩm thấp nhất thường xảy ra vào buổi trưa các tháng mùa khô: 40 – 45% Độ ẩm thấp nhất tuyệt đối: tháng 2 có giá trị nhỏ nhất trong năm: 22% Tháng 10 có giá trị cao nhất trong năm: 50%

 Bức xạ: Tổng lượng bức xạ mặt trời trung bình trong cả năm 365,5 calo/cm2 Tổng lượng bức xạ vào mùa khô cao hơn mùa mưa gần 100 calo/cm2/ngày Cường độ bức xạ lớn nhất trong ngày các tháng trong năm từ 0.8 – 1 calo/cm2/phút, xảy ra từ 10h sang đến 14h

 Số giờ nắng: Các tháng mùa khô có số giờ nắng là 7 – 9h/ngày, các tháng 8 và 9

có số giờ nắng ít nhất trong năm (6h/ngày)

 Áp suất không khí: Trung bình là 1006 – 1012mb Các tháng mùa khô áp suất khá cao, giá trị cao nhất tuyệt đối xảy ra vào tháng 12 đạt 1020mb Các tháng mùa mưa áp suất thấp chỉ ở mức xấp xỉ 1000mb

 Lượng bốc hơi: Trung bình từ 3 – 5 mm/ngày Mùa khô lượng nước bốc hơi khá cao từ 100 – 180 mm/ngày Cán cân nước bị thiếu hụt nghiệm trọng trong mùa khô

 Lượng mưa: Mùa mưa kéo dài suốt tù tháng 9 – 12 trong năm, lượng mưa vào mùa mưa chiếm 80 – 85% lượng mưa trong năm Tổng lượng mưa trong năm khá thấp chỉ ở khoảng 1271mm Do đặc điểm của một vùng duyên hải, nên lượng mưa bị ảnh hưởng khá nhiều bởi các hiện tượng khí hậu: EL nino, La nina Năm 2003 và năm 2005 tổng lượng mưa năm khu vực này chỉ khoảng 800mm

 Gió: Trong năm thịnh hành có hai hướng gió: mùa khô gió đông bắc – tây nam Gió đông bắc thổi vào mùa mưa với tầng suất 30% có nơi lên tới 60% Gió tây nam thổi vào mùa khô với tầng suất 30% Tốc độ gió trung bình tại Nha Trang

là 2.6 m/s

 Thủy văn

o Nước mặt: khu vực dự án nằm trong vùng xung quanh tiếp giáp với đường giao thông và khu dân cư, không có hệ thống mương rạch nào trong và xung quanh khu đất dự án Tuy nhiên do dự án nằm gần bờ biển chịu ảnh hưởng bởi chế độ nhật triều của vùng biển này với biên độ khá cao từ 0.8 – 1m

o Nước ngầm: Trong khu vực án có một giếng nước hiện vẫn đang được sử dụng cho sinh hoạt của bảo vệ khu đất

2.3 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI NHÀ

2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm nước

 Nước thải sinh hoạt và lượng nước thải từ khu vực chế biến thức ăn

Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động vệ sinh, tắm rửa, ăn uống…Tổng lưu lượng nước thải là 150 m3/ngày

 Nước mưa chảy tràn

Vào mùa mưa nước mưa chảy tràn qua khu vực mặt bằng Công ty sẽ cuốn theo

các chất cặn bã, đất cát, rác… Do đó, nước mưa chảy tràn sẽ bị ô nhiễm bởi các chất

rắn lơ lửng

 Nguồn tiếp nhận

Lượng nước thải của Quán ăn Gành Hào chủ yếu là nước thải từ quá trình sinh hoạt

của nhân viên, khách hàng và nước phục vụ cho khu vực chế biến thức ăn trong quán

ăn Lượng nước thải này được thu gom và được xử lý trước khi được tái sử dụng

2.3.2 Tính chất nước thải

Bảng 2.4: Kết quả phân tích nước thải của Quán ăn Gành Hào

2.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG SINH HỌC

Phương pháp xử lý sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bẫn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí (không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước :

- Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải

- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

Để tách các chất bẫn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên, người ta xử lý nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc…)

 Hồ sinh vật

Là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo còn gọi là hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải,… là hồ để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ như vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ

sự phân hủy, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 60oC

Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại: hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

 Hồ sinh vật hiếu khí

Quá trình xử lý nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5 - 1,5m

 Hồ sinh vật tuỳ tiện

Có độ sâu từ 1,5 – 2,5 m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẫn hữu cơ Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất

 Hồ sinh vật yếm khí

Có độ sâu trên 3 m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân hủy và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc

 Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân hủy chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn

 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt

bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trinh oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2 Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có

thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit……

và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể

Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá … đường kính trung bình 20 – 30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệu lọc/ngày đêm) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 – 2 m Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000

m3/ngày đêm

 Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng 10 – 20 m3nước thải/1 m2 bề mặt bể /ngày đêm Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngày đêm

 Bể hiếu khí có bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng

độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

 Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB

Quá trình xử lý sinh học kỵ khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật trong điều kiện không có oxy để chuyển hoá các hợp chất hữu cơ thành Metan và các sản phẩm hữu cơ khác

Quá trình này thường được ứng dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao Quá trình chuyển hoá chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo 3 giai đoạn:

Một nhóm vi sinh tự nhiên có trong nước thải thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lypit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như Monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động

Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ thường là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit gọi là nhóm axit focmon

Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hoá hydro và axit acetic thành khí metan và cacbonic Nhóm vi khuẩn này gọi là mêtan focmơ, chúng có rất nhiều trong dạ dày của động vật nhai lại (trâu, bò…) vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn metan focmơ là

tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hỗn hợp

 Bể xử lý sinh học hiếu khí FBR

Trong bể sinh học hiếu khí FBR nồng độ bùn hoạt tính trong bể dao động từ 1.000-3.000 mg MLSS/L Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng của bể càng lớn Trong bể FBR, hệ vi sinh vật sẽ tiếp xúc với nước thải thông qua lớp màng vi sinh dính bám và phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng là CO2

và H2O

Oxy (không khí) được cung cấp bằng các máy thổi khí và hệ thống phân phối dạng ống có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat NO3-, và xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính, tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các chất cần xử lý Tải trọng chất hữu cơ của bể thổi khí thường dao dộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm và thời gian lưu nước dao động từ 6-8h

Công nghệ bùn hoạt tính dính bám hiếu khí có hiệu quả cao đối với xử lý COD,

N, … Quá trình phân hủy hiệu quả nhất khi tạo được môi trường tối ưu cho vi sinh vật hoạt động Chất dinh dưỡng được cung cấp theo tỷ lệ được tính toán sơ bộ BOD:N:P = 100:5:1, nhiệt độ nước thải từ 25 – 30oC, pH 6,5 – 8,5 Oxy hòa tan (DO) trong bể hiếu khí luôn lớn hơn 2mg/l tạo điều kiện môi trường tối ưu cho VSV

 Bể SBR

SBR là một dạng aeroten kết hợp với lắng hoạt động theo mẻ, là một dạng công trình xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính thường được áp dụng trong điều kiện nước thải không ổn định

Một mẻ xử lý của bể trải qua 5 giai đoạn:

- Làm đầy nước

- Thổi khí, cung cấp oxy

- Quá trình lắng tĩnh tách lớp bùn

- Tháo phần nước sạch đã xử lý

- Xả bùn dư

- Lập lại chu kỳ mới

Trong bước một, khi cho nước thải vào bể, nước thải được trộn với bùn hoạt tính lưu lại từ chu kỳ trước Sau đấy hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí ở bước hai với thời gian thổi khí đúng như thời gian yêu cầu Quá trình diễn ra gần với điều kiện trộn hoàn toàn và các chất hữu cơ được ôxy hoá trong giai đoạn này Bước thứ ba là quá trình lắng bùn trong điều kiện tĩnh Sau đó nước trong nằm phía trên lớp bùn được xả

ra khỏi bể Bước cuối cùng là xả lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể, các ngăn bể khác hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm xử lý nước thải liên tục, vì thế số bể phải lớn hơn 2

Công trình SBR hoạt động gián đoạn, có chu kỳ Các quá trình trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng nên hiệu quả xử lý nước thải cao BOD của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 50 mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 10 đến 45 mg/l và N-NH

3 khoảng từ 0,3 đến 12 mg/l Bể aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ làm việc không cần bể lắng đợt hai Trong nhiều trường hợp, người

ta cũng bỏ qua bể điều hoà và bể lắng đợt một

Hệ thống aeroten hoạt động gián đoạn SBR có thể khử được nitơ và phốt pho sinh hoá do có thể điều chỉnh được các quá trình hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí trong bể bằng việc thay đổi chế độ cung cấp oxy Các ngăn bể được sục khí bằng máy nén khí, máy sục khí hoặc thiết bị khuấy trộn cơ học Chu kỳ hoạt động của ngăn bể được điều khiển bằng rơle thời gian Trong ngăn bể có thể bố trí hệ thống vớt váng, thiết bị đo mức bùn,

2.5 Công nghệ MBR

2.5.1 Giới thiệu chung

Hầu hết các phương pháp xử lý nước thải thông thường đều là xử lý sinh học như là:

xử lý bùn hoạt tính (AS), lọc sinh học (biofilters), đĩa quay (rotating discs), … và vừa

là xử lý hóa lý kết tủa như là: keo tụ, tạo bông (coagulation/ flocculation) sau lắng (sedimentation), tuyển nổi (flotation) hay lọc (filtration) Tuy nhiên, ngày càng có

nhiều phương pháp xử lý sinh học kết hợp với các công nghệ hiện đại để xử lý nước thải với chất lượng nước đầu ra cao Một trong các công nghệ được đề cập đến trong luận văn này là công nghệ màng MBR

2.5.2 Cơ sở ứng dụng màng Membrane

 Khái niệm

Màng membrane là loại vật chất nhân tạo có thể tách dòng lỏng ra khỏi những

hợp chất khác nhau từ cùng một hỗn hợp Không giống như những loại kết

hợp, màng membrane tạo ra một pha riêng của nó (gọi là pha nội – interphase)

Chất lượng của từng loại màng cụ thể cho phép chỉ những loại vật chất xác định thấm qua, gọi là tính bán thấm Tất cả các loại không thể thấm qua màng bị giữ ngoài bề mặt màng, từ đó có thể lấy chúng ra khỏi màng dễ dàng

Sự dịch chuyển vật chất bên trong màng và (hoặc) qua màng chủ yếu dựa vào hai cơ chế chính:

 Dịch chuyển bằng đối lưu các thành phần qua các lỗ, đây là cách dịch chuyển đơn giản nhất

 Dịch chuyển bằng khuếch tán, các thành phần dịch chuyển bằng cách này trước tiên phải hấp phụ qua màng

2.5.3 Phân loại các kiểu màng xử lý

Có nhiều kiểu màng xử lý khác nhau tùy vào các nhu cầu khác nhau từ quá trình tách Có 3 kiểu:

 Phân loại theo lực dẫn động của quá trình lọc

 Phân loại theo kiểu màng đặt vào bể

 Phân loại theo loại vật chất cần tách

Hình 4.6 Quá trình dịch chuyển các chất qua màng

Bảng 4.1: Phân loại các kiểu màng xử lý

Bể phản ứng sinh học lọc màng (MBR) là một công nghệ mới được sử dụng trong xử

lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp MBR kết hợp quá trình phát triển lơ lửng ở bể phản ứng sinh học và quá trình tách nước - chất rắn bởi lọc màng Quá trình MBR cho

thấy những thuận lợi hơn so với quá trình bùn hoạt tính thông thường (AS - activated

sludge), nhưng quá trình này vẫn còn giới hạn là dễ bị tắc nghẽn Khảo sát các quá

trình cho thấy những cơ chất cao phân tử ngoại bào (EPS – extracellular polymeric

substances), đặc biệt là những sản phẩm vi sinh hòa tan (SMP - soluble microbial products) đóng vai trò quan trọng trong quá trình làm tắc nghẽn màng Tài liệu này

giới thiệu những nghiên cứu có liên quan đến đặc điểm tắc nghẽn trong quá trình màng MBR

 Lắp đặt quy trình

Bể phản ứng sinh học lọc màng MBR là một công nghệ mới trong xử lý nước thải, kết hợp giữa quá trình phát triển lơ lửng ở bể phản ứng sinh học và quá trình lọc màng Cách lắp đặt màng MBR có hai cách để lựa chọn: loại nhúng chìm iMBR

(immersed/submerged MBR) hoặc loại đặt ngoài dòng sMBR (sidestream/in-serial

MBR) Ở cách lắp đặt nhúng chìm iMBR, sự tách dòng nước sạch xảy ra ngay trong bể

phản ứng, trong khi loại lắp ngoài dòng sMBR thì sự tách biệt dòng ra nằm hẳn bên ngoài của một đơn nguyên khác theo dòng tuần hoàn Cả hai cách lắp đặt iMBR và sMBR đều tách dòng thấm ra khỏi sinh khối và dòng thấm ra đảm bảo sạch Hai cách khác nhau về quá trình vận hành là bơm và sục khí

Bảng 4.2: Các mặt so sánh của hai cách lắp đặt màng MBR Submerged/immersed MBR (iMBR) Side-stream MBR (sMBR)

Chi phí sục khí cao (khoảng 90%) Chi phí sục khí thấp (khoảng

20%) Chi phí bơm rất thấp (cao hơn nếu bơm

hút màng được sử dụng, khoảng 28%)

Chi phí bơm cao (khoảng 60 – 80%)

Lưu lượng dòng ra thấp Thông lượng dòng ra cao

Cần rửa thường xuyên ít hơn Cần rửa thường xuyên nhiều hơn Chi phí vận hành thấp Chi phí vận hành cao

Trong quá trình MBR, chi phí năng lượng cần để duy trì vận tốc dòng ngang (là vận tốc trên đường ống hút dưới áp suất chuyển vị) và áp suất lọc chiếm gần như 90% của toàn bộ năng lượng quá trình vận hành Tuy nhiên, sử dụng màng chìm sẽ giảm năng lượng bơm cần thiết cho quá trình thấm đến 0.007 kWh/m3 so với hơn 3 kWh/m3cần cho quá trình thấm của kiểu dòng ngang

H

Hình 4.9: Các loại cấu trúc màng

Có 3 cấu trúc màng chiếm ưu thế trong kiểu lắp đặt iMBR: plate and

frame/flat-sheet (dạng đĩa và bản khung/phẳng) (ví dụ như Kubota), tubular (dạng ống) (được sử

dụng nhiều trong kiểu lắp đặt ngoài sMBR) và hollow fibre (dạng vật liệu sợi rỗng) (ví

dụ như Zenon and Mitsubishi Rayon) Đặc biệt là các module màng dạng vật liệu sợi rỗng hollow fibre (HF) được thiết kế với dày đặc các sợi được dán kín 2 đầu Chúng đơn giản là những sợi vật liệu được giữ một hoặc hai đầu vào một module Khi lớp

module này vận hành từ ngoài vào trong, thì tạo ra một lớp nhầy (cake layer) nằm bên

ngoài bề mặt màng Ngoài ra còn có dạng Spiral wound membrane cũng là loại màng

lắp theo kiểu iMBR

2.5.5 Những thuận lợi, khó khăn từ quá trình MBR

Công nghệ MBR có những thuận lợi tiềm tàng hơn những công nghệ xử lý nước thải thông thường, bao gồm năng lượng sử dụng ít hơn, ít chiếm không gian hơn, khử được tốt hơn cả về sinh sinh vật lẫn vật chất hữu cơ Những

nghiên cứu còn cho thấy quá trình MBR loại bỏ được từ 5-7 log chỉ thị vi khuẩn

trong dòng ra Nghiên cứu cũng đã cho thấy hiệu quả khử vi rút cao nếu trước

đó có tạo ra một màng sinh học biofilm trên màng membrane

Những thuận lợi từ quá trình MBR

o Tiết kiệm không gian, diện tích lắp đặt nhỏ (nhỏ hơn 2 – 3 lần);

o Chất lượng dòng ra tốt hơn (không có chất rắn trong dòng ra);

o Cải thiện sự vận hành ( không có vấn đề bùn lắng hay sinh ra lượng bùn lớn xử lý, …);

o Không cần bể lắng cuối (lắng đợt II );

o Dễ dàng trang bị thêm những thành phần đã lắp đặt ở hệ thống cũ

 Những bất lợi của MBR

o Sự tắc nghẽn của màng lọc UF hay MF do các hợp chất sinh học tạo thành bám lên bề mặt màng được cấu thành từ các vi khuẩn và các hạt

vật chất, kết quả làm giảm dòng thấm qua màng (flux);

o Tần số rửa màng cao do sự tắc nghẽn màng gây ra;

o Chi phí năng lượng cao do phải sục khí mạnh để làm sạch màng;

o Chi phí đầu tư và phụ phí vận hành tương đối cao hơn so với quá trình

xử lý thông thường;

o Nhiệt độ nước thải thấp sẽ làm cho độ nhớt nước tăng cao, dẫn đến dòng thấm bị giảm (tuy nhiên đây không phải là trở ngại cho điều kiện khí hậu

ở khu vực miền Nam nói riêng và ở Việt Nam nói chung);

o Một module màng MBR làm việc ổn định trong khoảng từ 5 – 8 năm,

sau đó phải thay thế

Tuy nhiên, những bất lợi trên có thể khắc phục bằng công nghệ MPE

So sánh với các quá trình xử lý thông thường

Bể phản ứng sinh học lọc màng MBR có những thuận lợi hơn so với quá trình bùn hoạt tính (theo Gander và các cộng sự, 2000):

 Dễ dàng quản lý ;

 Loại bỏ vi khuẩn có hiệu quả;

 Tránh sự cần thiết lắng cặn;

 Tăng chất lượng nước đầu ra;

 Tách riêng thời gian lưu nước (HRT) và thời gian lưu bùn (SRT);

 Chịu được tải trọng BOD cao;

 Giảm sản lượng bùn sinh ra và vì thế giảm chi phí xử lý bùn

Bảng 4.3 Sản lượng bùn sinh ra ở một số quá trình xử lý

Quá trình xử lý

Sản lượng bùn sinh ra (kg/kgBOD)

Lọc sinh học hiếu khí bằng vật liệu cấu trúc

Bùn hoạt tính thông thường 0.6

Lọc sinh học hiếu khí vật liệu hạt 0.63 – 1.06

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tắc nghẽn màng Membrane

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tắc nghẽn màng trong quá trình MBR: sự lắp đặt

quy trình (process configuration), những tính năng màng (membrane features),

đặc điểm sinh khối (biomass charateristics) và điều kiện vận hành (operating

conditions) Ngoài ra có thêm nhiều hoặc ít các nhân tố khác phụ thuộc tùy vào

từng trường hợp riêng

 Tổng trở lực của màng: RM (1 Membrane resistance: RM)

 Sự hấp phụ các chất lên bề mặt hoặc đóng vảy cặn Quá trình này có tính

thuận nghịch hoặc không thuận nghịch: RF (2 Adsorption / scaling- reversible / irreversible: RF)

 Sự bít kín lỗ màng: RP (3 Pore blocking / plugging: RP)

 Quá trình tích lũy màng nhầy trên bề mặt tạo thành dòng chết: RC (4

Cake formation- dead-end drift: RC)

 Sự tích lũy tạo thành sự phân cực của lớp keo: RG (5 Concentration

polarization- formation of gel-layer: RG)

 Quá trình tích tụ các hợp chất cao phân tử ngoại bào tạo thành lớp phim

bề mặt, gây nên sự tắc nghẽn: RB (6 Biofouling – biofilm/EPS: RB)

Công nghệ MPE

MPE là chữ viết tắt của “Membrane Performance Enhancer”(tạm dịch là “chất

nâng cao khả năng thực hiện cho màng”) Công nghệ MPE sử dụng các hợp

chất polymer cation đã được thay đổi hoạt tính một cách đặc biệt nhằm các mục

đích:

 Ngăn cản sự tắc nghẽn của màng;

 Hấp phụ hoàn toàn các hợp chất vật chất sinh học sinh ra trên bề mặt màng;

 Không có các hợp chất polymer dư trong dòng lọc

Những sản phẩm MPE như MPE30 và MPE50

Công nghệ MPE tương thích với màng MBR kiểu nhúng chìm trong bể phản ứng dùng trong mục đích kinh tế Các loại MPE được thêm trực tiếp vào dòng đầu vào

Ảnh hưởng của MPE đến quá trình MBR

Cơ chế quá trình: MPE sẽ hấp phụ các chất SMP (soluble microbial products) và EPS

(extracellular polymeric substances) (như polysaccharides, proteins, lipids, fine

colloids), ngăn cản chúng tạo thành lớp màng sinh học (biofilm layer), và đồng thời

gia tăng kích thước các hạt, tạo ra các bông cặn

Mục đích của MPE là làm giảm áp suất ở bơm hút, tăng lưu lượng xử lý (cũng làm tăng tải lượng xử lý) và làm tăng được thời gian sống của màng

Chương 3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH

HOẠT

3.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY LIÊN DOANH CAO ỐC

INDOCHINE

3.1.1 Tính chất nước thải đầu vào

Lưu lượng nước thải : 185 m3/ngày

Chất lượng nước thải đầu vào:

Bảng 3.1 Nồng độ nước thải ( Kết quả phân tích )