Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cao ốc văn phòng và căn hộ thế kỉ 21 luxcity, quận 7, TP HCM công suất 840m3 ngày đêm

Đồng thời, qua đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Cao ốc văn phòng và căn hộ thế kỉ 21 Luxcity, Quận 7, TP.HCM” cho em biết thêm về thành phần, đặc tính cũng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

…, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

…, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I TÓM TẮT ĐỒ ÁN II NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN III NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN IV MỤC LỤC V DANH MỤC HÌNH VII DANH MỤC BẢNG VIII DANH MỤC VIẾT TẮT IX

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CAO ỐC VĂN PHÕNG VÀ CĂN HỘ THẾ KỈ 21 LUXCITY, QUẬN 7, TP.HCM 3

1.1 TỔNG QUAN 3

1.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 3

4

1.3 THIẾT KẾ CĂN HỘ 4

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 7

2.1 NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SINH HOẠT 7

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 8

2.2.1 Phương pháp cơ học: 8

2.2.2 Phương pháp hóa học, hóa- lý 11

2.2.3 Phương pháp sinh học: 12

2.2.4 Khử trùng: 20

2.3 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TRÊN THỰC TẾ 20

CHƯƠNG III : ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO CĂN HỘ LUXCITY QUẬN 7 TPHCM 23

3.2.1 Phương án 1 24

3.2.2 Phương án 2 27

3.3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 29

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 30

4.1 BỂ VỚT DẦU MỠ 30

4.2 BỂ ĐIỀU HÕA 31

4.3 BỂ MBBR 34

4.4 BỂ LẮNG ĐỨNG 40

4.5 BỂ KHỬ TRÙNG 44

4.6 BỂ CHỨA BÙN 45

CHƯƠNG V : DỰ TOÁN KINH TẾ 48

5.1 MÔ TẢ CÁC CÔNG TRÌNH 48

5.1.1 Bể vớt dầu mỡ 48

5.1.2 Bể điều hòa 48

5.1.3 Bể MBBR 48

5.1.4 Bể lắng đứng 48

5.1.5 Bể khử trùng 48

5.1.6 Bể chứa bùn 48

5.2 CHI PHÍ XÂY DỰNG 48

5.3 CHI PHÍ THIẾT BỊ 49

5.4 TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 51

5.4.1 Chi phí nhân công 51

5.4.2 Chi phí điện năng 51

5.4.3 Chi phí sửa chữa và bảo dưỡng 52

5.4.4 Chi phí hoá chất 52

5.4.5 Chi phí khấu hao 52

5.4.6 Chi phí xử lý 1m 3 nước thải 52

CHƯƠNG VI: QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 53

6.1 ĐƯA VÀO HOẠT ĐỘNG 53

6.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG 53

6.3 AN TOÀN VẬN HÀNH 54

6.4 BẢO TRÌ THIẾT BỊ 55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

KẾT LUẬN 57

KIẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

PHỤ LỤC 59

DANH MỤC HÌNH

Bảng 2.1 Thống kê khối lượng chất ô nhiễm hằng ngày 7

Bảng 2.2 Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý 8

Bảng 3.1 Thông số nước thải đầu vào 24

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý phương án 1 26

Bảng 3.3 Hiệu quả xử lý phương án 2 28

Bảng 3.4 So sánh công nghệ Anoxic kết hợp Aerotank với MBBR 29

Bảng 4.1 Tóm tắt thông số thiết kế bể vớt dầu 31

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế bể điều hòa 34

Bảng 4.3 Thông số thiết kế bể MBBR 40

Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể lắng 44

Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể khử trùng 45

Bảng 4.6 Thông số thiết kế bể nén bùn 47

Bảng 5.1 Chi phí xây dựng 48

Bảng 5.2 Chi phí thiết bị 49

Bảng 5.3 Bảng tiêu thụ điện 51

Bảng 6.1 Các hạng mục cần kiểm tra định kì 55

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thống kê khối lượng chất ô nhiễm hằng ngày 7

Bảng 2.2 Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý 8

Bảng 3.1 Thông số nước thải đầu vào 24

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý phương án 1 26

Bảng 3.3 Hiệu quả xử lý phương án 2 28

Bảng 3.4 So sánh công nghệ Anoxic kết hợp Aerotank với MBBR 29

Bảng 4.1 Tóm tắt thông số thiết kế bể vớt dầu 31

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế bể điều hòa 34

Bảng 4.3 Thông số thiết kế bể MBBR 40

Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể lắng 44

Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể khử trùng 45

Bảng 4.6 Thông số thiết kế bể nén bùn 47

Bảng 5.1 Chi phí xây dựng 48

Bảng 5.2 Chi phí thiết bị 49

Bảng 5.3 Bảng tiêu thụ điện 51

Bảng 6.1 Các hạng mục cần kiểm tra định kì 55

DANH MỤC VIẾT TẮT

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng

TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TDTT : Thể dục thể thao

THCS : Trung học cơ sở

TPHCM : Thành phố Hồ Chí Minh

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay đất nước ta đang trên đà phát triển, thực hiện công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, do đó đời sống người dân có nhiều thay đổi trong các lĩnh vực kinh tế, văn hóa, xã hội Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp, với

sự nâng cao đời sống kinh tế xã hội thì môi trường phải tiếp nhận một lượng chất thải không nhỏ, đặc biệt là nước thải đã gây đã ảnh hưởng rất lớn đến môi trường

Trong những năm qua, hầu hết các sông, kênh rạch, ao, hồ… ở TP.HCM đều bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải sinh hoạt hoặc nước thải của sản xuất công nghiệp Trước tình trạng trên thì việc thu gom và xử lý nước thải là vô cùng cấp bách và cần thiết Vì vậy em đã lựa chọn đề tài: “ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Cao ốc văn phòng và căn hộ thế kỉ 21 Luxcity, Quận 7, TP.HCM công suất 840

m3/ngày.đêm” nhằm góp phần giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường nước hiện nay

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt căn hộ Luxcity quận 7 TPHCM Nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt, cột B Nước thải sau xử lý sẽ được thải ra hệ thống cống của quận 7

3 NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN

 Tổng quan về dự án căn hộ Luxcity

 Tổng quan về nước thải sinh hoạt cũng như các phương pháp xử lý

 Xác định đặc tính nước thải : lưu lượng, thành phần, tính chất, nguồn xả thải

 Đưa ra các phương án xử lý và lựa chọn phương án xử lý hiệu quả nhất để thiết

kế hệ thống xử lý nước thải của căn hộ

 Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt theo sơ đồ công nghệ đã đề xuất chi tiết

 Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành cho hệ thống xử lý nước thải

 Vẽ chi tiết công trình đơn vị hoàn chỉnh

5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN

 Bản thân

Việc thực hiện đồ án giúp em tìm hiểu thêm được nhiều thông tin, kiến thức chuyên ngành cũng như là khả năng áp dụng kiến thức đã học vào thực tế Ngoài ra, còn giúp em rèn luyện khả năng làm việc độc lập, tổng kết kiến thức và tự thân giải quyết xử lý tình huống

Đồng thời, qua đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Cao

ốc văn phòng và căn hộ thế kỉ 21 Luxcity, Quận 7, TP.HCM” cho em biết thêm về thành phần, đặc tính cũng như các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt

 Kinh tế- xã hội

Giảm thiểu ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt gây ra Đồng thời, giảm thiểu sự tác động đến môi trường cũng như sức khỏe cộng đồng nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CAO ỐC VĂN PHÕNG VÀ CĂN HỘ THẾ KỈ

21 LUXCITY, QUẬN 7, TP.HCM

1.1 TỔNG QUAN

 Tổng diện tích dự án Luxcity: 7.480 m2

 Diện tích sàn xây dựng căn hộ Luxcity: 39.706 m2

 Quy mô dự án: 2 block căn hộ

 Chỉ 5 Phút: Đến tung tâm Quận 4, Quận 2, Đô thị Phú Mỹ Hưng, Trường Nhật Bản, Triển lãm SECC, The Crescent Mall, CGV Parkson Paragon, Bệnh viện FV, Bệnh viện Tâm Đức, Hệ Thống Ngân Hàng/ATM, Chợ Tân Mỹ, Công viên Mũi Đèn Đỏ

 Chỉ 8 Phút: Đến trung tâm Quận 1, Trung tâm Tài chính Quốc Tế, Trường Nam Sài Gòn, Trường Đài Bắc, Trường Hàn Quốc, SC Vivo City, Co.op Mart, Hồ Bán Nguyệt

Hình 1.1 Vị trí căn hộ Luxcity

(Nguồn: Internet [1] )

1.3 THIẾT KẾ CĂN HỘ

 Dự án Luxcity gồm 2 tháp A và B hơn 400 căn hộ Ở giữa là hồ bơi tràn 500

m2, tất cả các căn hộ đều có ban công

 Tầng trệt là toàn bộ hệ thống trung tâm thương mại tổng hợp với đầy đủ các dịch vụ

 Khu công viên trung tâm dự án mang đến cho bạn khoảng không gian sau giờ làm việc

 Hồ bơi trung tâm ngay dự án

 Khu nhà trẻ, sinh hoạt cộng đồng

 Hệ thống camera an ninh đảm bảo tối ưu sự an toàn cho gia đình bạn

 Hệ thống bãi để xe Ô tô, xe máy rộng và thong thoáng đảm bảo cho toàn bộ

cư dân nơi đây

Hình 1.2 Mặt bằng tổng thể căn hộ Luxcity

(Nguồn: Internet [2] )

Hình 1.3 Mặt bằng tháp A

(Nguồn: Internet [3] )

Hình 1.4 Mặt bằng tháp B

(Nguồn: Internet [4] )

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SINH HOẠT

Nước thải được hình thành trong quá trình hoạt động sống của con người như: giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân … và các hoạt động khác không phải là sản xuất Lượng nước thải sinh hoạt của một cộng đồng dân cư còn phụ thuộc vào : quy mô dân

số, tiêu chuẩn cấp nước, khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước, loại hình sinh hoạt

Bảng 2.1 Thống kê khối lượng chất ô nhiễm hằng ngày

0,8-4 6-12

Amoni Tổng coliform Fecal coliform Tổng số vi khuẩn Trứng giun sán

2,4 - 4,8

106-109

105 -106

109 -1010 MPN /100ml

103

(Nguồn : Ths Biện Văn Tranh, 2010)

Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:

 Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh

 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa tẩy trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh hoạt đô thị, các khu dân cư và các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng có khối lượng lớn hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi sinh vật gây bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với nguồn nước

Thành phần ô nhiễm đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD, COD, Nitơ và Photpho Một yếu tố quan trọng trong nước thải là các mầm bệnh được lây truyền bởi vi sinh vật có trong phân gồm: virut, vi khuẩn, giun sán

Bảng 2.2 Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát

 Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo

a Song chắn rác

Song chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chữ nhật hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục Song chắn rác được chia làm 2 loại, loại di động và loại cố định Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướng dòng chảy Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác

bể phải tương đương 6 – 12h lưu nước trong bể với lưu lượng xử lý trung bình Bể điều hòa được phân loại như sau:

- Bể điều hòa lưu lượng

bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các

bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này

Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác, trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng Ở đây phải tính toán thế nào để cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi

lý ban đầu hay sau xử lý sinh học Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học

Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành 2 loại:

 Bể lắng 1: được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn, chất bẩn lơ lửng không hòa tan

 Bể lắng đợt 2: được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi sinh bùn làm trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Căn cứ vào dòng chảy của nước trong bể, bể lắng chia thành các loại như: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm

Hình 2.5 Bể lắng đứng

(Nguồn: Internet [9] )

Hình 2.6 Bể lắng li tâm

(Nguồn: Internet [10] )

2.2.2 Phương pháp hóa học, hóa- lý

Phương pháp xử lý hóa học, hóa- lý thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp Các phương pháp hóa học như oxi hóa, trung hòa, trao đổi ion, đông keo

tụ, khử trùng; còn các phương pháp hóa lý như tuyển nổi, hấp phụ…

 Trung hòa: nước thải thường có những giá trị pH khác nhau Muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về vùng 6,5 – 7,5 Trung hoà có thể thực hiện bằng trộn dòng thải có tính axit với dòng thải có tính kiềm hoặc sử dụng các hoá chất như: H2SO4, NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, CaCO3… Điều chỉnh pH thường kết hợp ở bể điều hoà hay bể keo tụ

 Keo tụ tạo bông : Quá trình này thường được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng và vi sinh vật Khi cho chất keo tụ vào nước thô chứa cặn lắng chậm (hoặc không lắng được), các hạt mịn kết hợp lại với nhau thành các bông cặn lớn hơn và nặng, các bông cặn này có thể tự tách ra khỏi nước bằng lắng trọng lực

 Tuyển nổi : Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước, dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi khoáng sản quý và cũng được dùng trong xử lý nước thải để tách các hạt keo lơ lửng, tách dầu mỡ

 Hấp phụ : Hấp phụ có nghĩa là sự chuyển dịch một phân tử từ pha lỏng đến pha rắn Phương pháp này được dùng để loại bỏ các chất bẩn hòa tan trong nước mà phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi, vị và màu rất khó chịu

Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keo nhôm… Trong đó than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi

là các ionit và chúng hoàn toàn tan trong nước.Phương pháp này được dùng để loại các ion kim loại cũng như các chất chứa asen, xianua, chất phóng xạ ra khỏi nước; đồng thời nó còn được dùng phổ biến để làm mềm nước, loại ion Ca2+, Mg2+ ra khỏi nước cứng

2.2.3 Phương pháp sinh học:

Phương pháp xử lý nước thải nhờ tác dụng của các loại vi sinh vật Các vi sinh vật sử dụng một số chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Công trình thường đặt sau khi nước thải đã qua xử lý sơ bộ

Có thể dựa vào hoạt động của vi sinh vật phân phương pháp sinh học thành 2 loại sau:

 Phương pháp hiếu khí: là phương pháp sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp oxy liên tục và duy trì ở nhiệt

độ 20-400C

 Phương pháp yếm khí : là phương pháp sử dụng vi sinh vật yếm khí và trong môi trường không có oxy Xử lý trong điều kiện tự nhiên hay nhân tạo

a Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên

Cơ sở của phương pháp này dựa vào khả năng tự làm sạch của nguồn đất và nguồn nước Các công trình đặc trưng: cánh đồng tưới, bãi lọc trồng cây, hồ sinh học

Cơ chế hoạt động: cho nước thấm qua lớp đất bề mặt thì cặn được giữ lại, nhờ có oxy và các vi khuẩn hiếu khí mà các quá trình oxy hóa diễn ra

 Cánh đồng tưới : trong cánh đồng tưới có vi khuẩn, men, nấm, rêu tảo,động vật nguyên sinh và động vật không xương sống Nước thải chứa chủ yếu là vi khuẩn, trong lớp đất tích cực xuất hiện sự tương tác phức tạp của các vi sinh vật

có bậc cạnh tranh

 Hồ sinh học: là lợi dụng quá trình tự làm sạch hồ Lượng oxy hóa cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặt hồ và do quá trình tự quang hợp của thực vật trong nước Được áp dụng rộng rãi hơn cả vì có những

ưu điểm như: tạo dòng nước tưới tiêu và điều hòa dòng thải, điều hoà vi khí hậu trong khu vực, không yêu cầu vốn đầu tư, bảo trì, vận hành và quản lý đơn giản, hiệu quả xử lý cao Tuy nhiên, nhược điểm của hồ sinh học là yêu cầu diện tích lớn và khó điều khiển được quá trình xử lý, nước hồ thường có mùi khó chịu đối với khu vực xung quanh

b Xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo

Ứng dụng vi sinh vật kỵ khí để xử lý nước thải

Cơ chế phân giải yếm khí:

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ là quá trình phức tạp trong môi trường không

có không khí, gồm nhiều giai đoạn và sản phẩm cuối cùng là CH4, CO2, H2S, NH3…

Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân

Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của emzin do vi khuẩn tiết ra, các phức chất

và chất không tan ( polysaccharides, proteins, lipids…) chuyển hóa thành các chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amoni acid, acid béo…) Quá trình này diễn ra chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH , kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy cơ chất Chất béo thủy phân rất chậm

Chuyển hóa yếm khí

Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men axit hữu cơ

Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa chất hòa tan thành chất đơn giản như axit béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic,CO2, H2, H2S, một lượng nhỏ CH4

sự hình thành acid có thể làm pH giảm xuống 4,0

Giai đoạn 3: Giai đoạn axetic hóa

Vi khuẩn Acetic chuyển hóa các sản phẩm của các giai đoạn acid hóa thành acetate, CO2, H2 và sinh khối mới

Giai đoạn 4: Giai đoạn Mêtan hóa

Mêtan hóa là giai đoạn cuối cùng quan trọng nhất của toàn bộ quá trình xử lý yếm khí Dưới tác dụng của các vi khuẩn mêtan hóa, các axit hữu cơ, các chất trung tính bị phân giải tạo thành khí metan, CO2 và sinh khối mới

Các dạng thiết bị xử lý yếm khí rất đa dạng và phong phú Từ loại đơn giản như hầm Biogas đến phức tạp như thiết bị UASB Các dạng xử lý yếm khí như: thiết bị yếm khí tiếp xúc, thiết bị xử lý chảy ngược qua lớp bùn hoạt tính dòng hướng lên (UASB),

 UASB

- Ưu điểm

+ Năng lượng cần thiết cho hệ thống UASB rất thấp

+ Lượng bùn tạo thành nhỏ (nhỏ hơn 3 – 20 lần xử lý hiếu khí)

+ Tạo sản phẩm khí sinh học CH4 (70 – 80%), là nguồn năng lượng sạch, có thể

sử dụng cho sinh hoạt

+ UASB rất thích hợp cho xử lý nước thải có cặn lơ lửng < 3000 mg/l, hàm lượng amoni < 2000 mg/l

+ UASB có thể phân hủy các chất hữu cơ phức tạp: vòng, halogen…

+ UASB thích hợp cho xử lý nước thải công nghiệp có hàm lượng và tải lượng ô nhiễm cao

- Nhược điểm

+ Các quá trình xảy ra trong thiết bị phức tạp

+ Tác nhân sinh học rất nhạy cảm với các yếu tố môi trường

+ Quá trình khởi động kéo dài

+ Yêu cầu cao sự tương thích giữa thức ăn và hàm lượng sinh khối

+ Quá trình cố định vi khuẩn trên lớp đệm rất khó điều khiển

Quá trình xử lý yếm khí tạo ra lượng bùn ít và chi phí năng lượng thấp.Nhược điểm của xử lý yếm khí là thời gian lưu nước thải lớn, thời gian ổn định công nghệ dài (3 – 6 tháng).Qui trình vận hành tương đối phức tạp, hiệu quả xử lý phụ thuộc nhiều vào các yếu tố môi trường, biến động lớn từ 60 – 90%

Ứng dụng vi sinh vật hiếu khí để xử lý nước thải

Sử dụng các vi sinh vật để oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ có khả năng chuyển hoá sinh học được; đồng thời chính vi sinh vật cũng sử dụng một phần chất hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình oxi hoá để tổng hợp nên sinh khối của chúng

 Bể lọc sinh học:

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 Vật liệu lọc có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá granit

Bể lọc sinh học cao tải : nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng 10 – 20 m3 nước thải/1m2 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 lọc sinh học nhỏ giọt: nước thải sau lắng đợt 1 về thiết bị phân phối, theo chu

kì tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệu lọc /ngày đêm) 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

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 Lượng bùn tuần hoàn 20% -30% lưu lượng nước thải đi vào 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

 Bể sinh học thiếu khí (Anoxic)

Trong nước thải có chứa hợp chất nito và photpho, những hợp chất này cần được loại bỏ ra khỏi nước thải Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí, hệ vi sinh vật thiếu

khí phát triển, xử lý nito và photpho thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphorit

Quá trình Nitrat hóa: Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:

NO3- → NO2- → N2O → N2↑

Quá trình photphorit hóa: Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí

Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 230

÷ 250 m2/m3 Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển

 Bể lọc sinh học theo mẻ SBR:

Hình 2.8 Bể SBR

(Nguồn: Internet [12] )

Là dạng công trình xử lý nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính, nhưng 2 giai đoạn sục và lắng diễn ra gián đoạn trong cùng một kết cấu Hệ thống dùng để xử

lý nước thải sinh học chứa chất hữu cơ và nitơ cao

Nước thải đi vào bể SBR và trải qua 5 giai đoạn:

 Oxy hóa các chất hữu cơ:

Chất hữu cơ + O2 CO2+ H2O

 Tổng hợp sinh khối tế bào:

Chất hữu cơ + NH3+ O2 Sinh khối tế bào + CO2+ H2O

 Tự Oxy hóa vật vật liệu tế bào (phân hủy nội bào):

Sinh khối tế bào + O2 CO2 + H2O + NH3

 Quá trình nitrit hóa:

2NH3 + 3O2 NO3- + 2H+ + 2H2O (vi khuẩn nitrosomonas)

2NH4+ + 3O2 2NO2- + 4H+ + 2H2O

2NO2- + O2 2NO3- (vi khuẩn nitrobacter)

 Tổng phản ứng oxy hóa amoni:

NH4+ + 2O2 NO3- + 2H+ + 2H2O

Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử

lý Khi thời gian sục khí kết thúc, là giai đoạn lắng, bùn sẽ lắng trong điều kiện tĩnh Thời gian lắng nhỏ hơn 2h Trong điều kiện này, quá trình phản nitrat xảy ra:

NO3- NO2- + 1/2O2

NO2- 1/2N2 + O2

Các bông bùn nặng sẽ lắng xuống với tốc độ nhanh trong suốt giai đoạn lắng trước khi bắt đầu giai đoạn chắt nước Nước sau khi chắt sẽ đi vào bể khử trùng Trong khi đó bùn lắng xuống chuyển đến bể chứa bùn bằng bơm chìm trong những phút cuối

ở giai đoạn chắt nước

Công nghệ SBR là một công trình xử lý linh hoạt, có thể xử lý các loại nước thải sinh hoạt, công nghiệp Có khả năng khử nitơ , photpho cao, TSS đầu ra thấp Không

có bể lắng 2 cũng như tuần hoàn bùn hoạt tính nên ít tốn diện tích xây dựng Phù hợp với những trạm có công suất <5000 m3/ ngày đêm, công nghệ SBR cần có trình độ kỹ thuật cao cho công tác vận hành bể

Bể MBBR:

Hình 2.9 Bể MBBR

(Nguồn: Internet [13] )

MBBR là từ viết tắt của cụm từ Moving Bed Biofilm Reactor, được mô tả một cách dễ hiểu là quá trình xử lý nhân tạo trong đó sử dụng các vật làm giá thể cho vi sinh dính bám vào để sinh trưởng và phát triển, là sự kết hợp giữa Aerotank truyền thống và lọc sinh học hiếu khí

Công nghệ MBBR là công nghệ mới nhất hiện nay trong lĩnh vực xử lý nước thải

vì tiết kiệm được diện tích và hiệu quả xử lý cao Vật liệu làm giá thể phải có tỷ trọng nhẹ hơn nước đảm bảo điều kiện lơ lửng được, mật độ giá thể tối đa trong bể MBBR nhỏ hơn 67% Các giá thể này luôn chuyển động không ngừng trong toàn thể tích bể nhờ các thiết bị thổi khí và cánh khuấy Mật độ vi sinh ngày càng gia tăng, hiệu quả xử

lý ngày càng cao

Những giá thể này được thiết kế sao cho diện tích bề mặt đạt hiệu dụng lớn nhất,

để lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt giá thể và tạo điều kiện tối ưu cho hoạt động vi sinh vật khi những giá thể này lơ lửng trong nước và tiếp xúc với chất dinh dưỡng Kaldnes Miljøteknologi AS đã phát triển những giá thể động có hình dạng và kích thước khác nhau Tùy thuộc vào đặc tính quá trình tiền xử lý, tiêu chuẩn xả thải

và thể tích thiết kế bể thì mỗi loại giá thể có hiệu quả xử lý khác nhau Hiện tại trên thị trường có 5 loại giá thể khác nhau: K1, K2, K3, Natri và Biofilm Chip M

Hình 2.10 Các loại giá thể Kaldnes

(Nguồn: Kaldnes Miljireknologi, 2001)

2.2.4 Khử trùng:

Là giai đoạn cuối cùng trong công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ vi trùng , vi rút gây bệnh trước khi thải ra nguồn Có thể dùng clo, hợp chất clo, hoặc khử trùng bằng ozon

2.3 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TRÊN THỰC TẾ

Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt Nam Bình Dương công suất 17.650m3/ngđ

Hình 2.11 Sơ đồ công nghệ của nhà máy XLNT Nam Bình Dương công suất

17.650m 3 /ngđ

Bể lắng cát thổi khí

Trạm xử lý nước khu dân cư Phương Anh 6400 dân

CHƯƠNG III : ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO CĂN HỘ LUXCITY QUẬN 7 TPHCM

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dựa vào :

 Lưu lượng nước thải đầu vào

 Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt

 Mặt bằng xây dựng hệ thống

 Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước

 Chất lượng nước thải sau xử lý

 Hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị

 Chi phí đầu tư, vận hành

Lưu lượng ngày nhiều nhất:

Qmax.ngày = Qtb.ngày x Kmax.ngày (chọn Kmax.ngày = 1,2)

3.1.2 Thông số đầu vào của nước thải

Bảng 3.1 Thông số nước thải đầu vào

STT Thành phần nước thải Đơn vị Nồng độ

Đầu ra (QCVN 14:2008/BTNMT-Cột

Theo số liệu trên cho thấy thành phần ô nhiễm phải xử lý để đạt tiêu chuẩn đầu ra

là : SS, BOD5, P, dầu mỡ và coliform

3.2 ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

3.2.1 Phương án 1

Hình 3.1 Sơ đồ xử lý nước thải phương án 1

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải của chung cư sau khi được thu gom về ngăn lắng của bể tự hoại và nước thải từ lavabo, tắm, giặt chảy qua bể vớt dầu mỡ Tiếp đến, nước thải được dẫn sang bể điều hòa sục khí Tại đây, lưu lượng và nồng độ nước thải sẽ được điều hòa ổn định, giúp cho hệ thống phía sau tránh khỏi trường hợp sốc tải, gây ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý Hệ thống sục khí tại bể điều hòa được thiết kế với mục đích tránh sự phân hủy kỵ khí cũng như lắng cặn diễn ra dưới đáy bể

Nước ra khỏi bể điều hòa sẽ có lưu lượng và nồng độ ổn định theo thời gian Chuyển sang bể Anoxic tiến hành qua trình xử lý thiếu khí, phần lớn N và một phần nhỏ BOD, COD có trong nước thải sẽ được xử lý tại đây Sau đó, nước thải sẽ qua bể

Nước thải

từ hầm tự hoại

Nước thải

từ lavabo, tấm, giặt

Tuần hoàn bùn

và nước

Tuần hoàn bùn

Bể chứa bùn Nước tách bùn

Hút bùn định kỳ Chlorine

Aerotank để thực hiện quá trình xử lý hiếu khí và tiếp tục phân hủy các chất hữu cơ còn lại Tại đây, nước thải được trộn đều với bùn hoạt tính và nhờ oxy không khí do máy thổi khí cung cấp, VSV hiếu khí có trong bùn phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải

Nước thải có chứa bùn hoạt tính được dẫn sang bể lắng để lắng bùn Phần bùn sau lắng, một phần sẽ được tuần hoàn trở lại bể Anoxic được gọi là bùn tuần hoàn Phần còn lại được gọi là bùn dư, sẽ được đưa vào bể chứa bùn và xử lý theo quy định Ngoài việc tuần hoàn bùn từ bể lắng sang bể Anoxic, ta còn cần tiến hành phần bùn và nước ở bể Aerotank sang bể Anoxic để cung cấp đầy đủ vi sinh cho quá trình xử lý thiếu khí

Cuối cùng, nước ra khỏi bể lắng sẽ được tiến hành khử trùng trên đường ống và dẫn vào hệ thống cống chung Nước thải sau khi xử lý đạt cột B, QCVN 14:2008/BTNMT

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý phương án 1

Tên bể

% mg/l % mg/l % mg/l % mg/l % mg/l % MPN/1

00ml Gía trị ban

3.2.2 Phương án 2

Hình 3.2 Sơ đồ xử lý nước thải phương án 2

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải của chung cư sau khi được thu gom về ngăn lắng của bể tự hoại và nước thải từ lavabo, tắm, giặt chảy qua bể vớt dầu mỡ Tiếp đến, nước thải được dẫn sang bể điều hòa sục khí Tại đây, lưu lượng và nồng độ nước thải sẽ được điều hòa ổn định, giúp cho hệ thống phía sau tránh khỏi trường hợp sốc tải, gây ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý Hệ thống sục khí tại bể điều hòa được thiết kế với mục đích tránh sự phân hủy kỵ khí cũng như lắng cặn diễn ra dưới đáy bể

Nước ra khỏi bể điều hòa sẽ có lưu lượng và nồng độ ổn định theo thời gian Chuyển sang bể MBBR, tại đây, phần lớn các chất hữu cơ, N, P sẽ được xử lý nhờ quá trình sinh trưởng bám dính của các vi sinh vật hiếu khí trên giá thể Sau đó, nước thải

Nước thải

từ hầm tự hoại

Nước thải

từ lavabo, tấm, giặt

Bể chứa bùn Nước tách bùn

Hút bùn định kỳ Chlorine

sẽ được chuyển sang bể lắng đứng để lắng các cặn sinh ra trong bể MBBR cũng như một số cặn vô cơ còn sót lại

Cuối cùng, nước ra khỏi bể lắng sẽ được tiến hành khử trùng trên đường ống và dẫn vào hệ thống cống chung Nước thải sau khi xử lý đạt cột B, QCVN 14:2008/BTNMT

Bảng 3.3 Hiệu quả xử lý phương án 2

Tên bể

% mg/l % mg/l % mg/l % mg/l % mg/l % MPN/1

00ml Gía trị ban

3.3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Cả hai phương án được đưa ra ở trên đều có công trình xử lý sơ bộ tương đối giống nhau Do đó, ta sẽ đưa ra bảng so sánh hai công trình chính (công trình xử lý sinh học) của hai phương án trên để đưa ra phương án lựa chọn

Bảng 3.4 So sánh công nghệ Anoxic kết hợp Aerotank với MBBR

Ưu

điểm - Hiệu quả loại bỏ BOD lên đến 90%

- Hiệu quả loại bỏ N trong nước thải lên đến 95%

- Vận hành đơn giản, an toàn

- Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không cần gia tăng thể tích bể

- Chịu được tải trong hữu cơ cao, 2000÷ 10000 gBOD/ m3ngày

- Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%, loại bỏ được Nitơ trong nước thải

- Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao và đặc trưng

- Tiết kiệm được diện tích, dễ vận hành, không mùi hôi

- Do vi sinh vật tăng trưởng liên tục

và dính bám lên giá thể, nên khó xác định được thời gian lưu bùn

- Khi vận hành phải đảm bảo giá thể chuyển động hoàn toàn trong

bể, không có khu vực chết, cần duy trì độ xáo trộn cần thiết để lớp màng đủ mỏng để tang khả năng khuếch tán của cơ chất và oxy vào trong lớp màng

Dựa vào sự so sánh trên ta có thể rút ra nhận xét:

Hiệu quả loại bỏ BOD, COD, N, P của cả hai công nghệ tương đối như nhau Ở công nghệ MBBR thì phần vận hành có phần phức tạp hơn nhưng tiết kiệm rất nhiều

về phần diện tích xây dựng Vậy phương án chọn sẽ là phương án 2

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Lưu lượng trung bình ngày đêm (Qtb, ngđ)

Qtb, ngđ = 840 (m3/ngày đêm) Lưu lượng trung bình giờ (Qtb, h)

Qtb, h =

24

840

= 35 (m3/h) Lưu lượng trung bình giây (Qtb, s)

Qtb, s =

86400

840 = 0,0097 (m3/s) Lưu lượng lớn nhất giờ (Qmax, h)

Qmax, h = Q tb,h Kmax= 35  2 , 5= 87,5 (m3/h) Lưu lượng nhỏ nhất giờ (Qmin, h)

Qmin, h = Q tb,hKmin= 350,38= 13,3 (m3/h) Lưu lượng lớn nhất giây (Qmax, s)

Qmax, s = Q tb,sKmax = 0 , 0097  2 , 5= 0,02425 (m3/s) Lưu lượng nhỏ nhất giây (Qmin, s)

Qmin, s = Q tb,sKmin = 0 , 0097  0 , 38= 0,003686 (m3/s) Trong đó: Kch = hệ số không điều hòa chung lấy theo bảng 3-1 TCXDVN 51_2008, phụ thuộc lưu lượng trung bình

(60

)(20)/(5,87 t

phút h

Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 2,5 (m)

Chiều cao xây dựng của bể vớt dầu

W

Kích thước bể vớt dầu: L x B x H = 4m x 3m x 2,5m

Thể tích xây dựng bể: Wt = 4 x 3 x 3= 36 (m3)