Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá k trường đại học nông lâm của hệ thống công nghệ AAO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐỖ DUY LONG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KÝ TÚC XÁ K TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CỦA HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ AAO ANAROB

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐỖ DUY LONG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KÝ TÚC XÁ K TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CỦA

HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ AAO (ANAROBIC ANOXIC OXIC)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khoa : Môi trường

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐỖ DUY LONG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KÝ TÚC XÁ K TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CỦA

HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ AAO (ANAROBIC ANOXIC OXIC)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khoa : Môi trường

LỜI CÁM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là một khâu rất quan trọng bởi lẽ đây là giai đoạn sinh viên củng cố toàn bộ kiến thức đã học tập ở trường Đồng thời cũng giúp sinh viên tiếp xúc với thực tế đem những kiến thức đã học áp dụng vào thực tiễn sản xuất Qua đó giúp sinh viên học hỏi và rút ra kinh nghiệm quý báu từ thực tế để khi ra trường trở thành một người cán bộ có năng lực tốt, trình độ

lý luận cao, chuyên môn giỏi đáp ứng yêu cầu cấp thiết của xã hội

Với mục đích và tầm quan trọng nêu trên,được sự phân công của Khoa Môi Trường đồng thời được sự tiếp nhận của Viện kỹ thuật và công nghệ môi

trường Em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá K trường Đại học Nông lâm của hệ thống công nghệ AAO (Anarobic Anoxic Oxic) ”

Để hoàn thành khóa luận này em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa môi trường Đặc biệt em xin bày tỏ lòng

biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Dư Ngọc Thành người đã hướng dẫn, chỉ

bảo em tận tình để hoàn thành tốt bài khóa luận này

Em xin cảm ơn các cán bộ chuyên trách môi trường Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường đã tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực tập tại đây

Cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong suốt thời gian học tập rèn luyện và thực tập tốt nghiệp

Do thời gian thực tập ngắn, trình độ chuyên môn còn hạn chế bản thân còn thiếu kinh nghiệm nên khóa luận không tránh khỏi những sai sót Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên để khóa luận hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018

Sinh viên

Đỗ Duy Long

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Tải trọng chất thải trung bình một ngày tính theo đầu người 6

Bảng 2.2 Thành phần nước thải sinh hoạt 7

Bảng 2.3: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt 8

Bảng 4.1 Lượng nước sử dụng tại khu ký túc xá K 25

Bảng 4.2 Lượng nước thải tại khu ký túc xá K 26

Bảng 4.3 Lượng nước thải đen tại khu ký túc xá K 27

Bảng 4.4 Lượng nước thải xám tại khu ký túc xá K 29

Bảng 4.5 Thành phần chính có trong nước thải đen tại ký túc xá K 30

Bảng 4.6 Thành phần chính có trong nước thải xám tại ký túc xá K 31

Bảng 4.7 Chất lượng dòng thải sau khi trộn hai dòng đen và xám 33

Bảng 4.8 Hiệu xuất sau 3 ngày xử lý nước thải sinh hoạt của công nghệ AAO 34

Bảng 4.9 Hiệu xuất sau 5 ngày xử lý nước thải sinh hoạt của công nghệ AAO 35

Bảng 4.10 Kết quả xác định màu sắc, mùi vị sau xử lý của các công thức 36

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Công nghệ AAO 13 Hình 4.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống công nghệ AAO 32

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN i

DANH MỤC CÁC BẢNG ii

DANH MỤC CÁC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vii

MỤC LỤC Error! Bookmark not defined Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Ý nghĩa của đề tài 2

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 2

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

2.1.1 Cơ sở pháp lý 4

2.1.2 Cơ sở lý luận 5

2.2 Cơ sở thực tiễn 8

2.2.1 Hiện trạng nước thải sinh hoạt ở Việt Nam 8

2.2.2 Các biện pháp xử lý nước thải sinh hoạt 9

2.3 Tổng quan về Hệ thống xử lý nước thải AAO 13

2.4 Một số hệ thống công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đang được áp dụng tại Việt Nam 17

2.5 Một số phương pháp xử lý hiếu khí trong điều kiện nhân tạo 19

2.5.1 Bể Biophin 19

2.5.2 Bể oxyten 19

2.5.3 Bể SBR 20

2.5.4 Mương oxy hóa tuần hoàn (MOT) 20

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 21

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 21

3.3 Nội dung nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi 21

3.3.1 Các nội dung nghiên cứu 21

3.3.2 Các chỉ tiêu nghiên cứu 21

3.4.1.Phương pháp kế thừa, tham khảo 22

3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 22

3.4.3 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 23

3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 23

Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

4.1 Sơ lược về ký túc xá K trường Đại học Nông lâm 24

4.1.1 Sơ lược về sự hình thành của khu ký túc xá K trường ĐH Nông lâm 24

4.1.2 Tình hình cấp nước và sử dụng nước sinh hoạt ở ký túc xá trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên 24

4.2 Đánh giá thực trạng thải nước sinh hoạt tại ký túc xá K trường ĐH Nông Lâm 26

4.2.1 Xác định lượng nước thải tại ký túc xá K trường ĐH Nông Lâm 26

4.2.2 Đánh giá chất lượng nước thải tại ký túc xá K trường ĐH Nông Lâm 30 4.3 Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt ở ký túc xá K trường Đại học Nông Lâm bằng công nghệ AAO 32

4.3.1 Xây dựng mô hình công nghệ xử lý nước thải 32

4.2.2 Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của hệ thống AAO 32

4.4 Đề xuất giải pháp quản lý, xử lý nước thải sinh hoạt tại ký túc xá K trường đại học Nông lâm 37

Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38

5.1 Kết luận 38

5.2 Đề nghị 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

Phần 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Nước là cội nguồn của sự sống, là yếu tố quan trọng hàng đầu cho sự tồn tại và phát triển của con người cũng như sinh vật Tuy nhiên hiện nay, tài nguyên nước đang suy giảm nghiêm trọng cả về số lượng và chất lượng mà nguyên nhân chủ yếu là do chính con người gây ra

Do nhu cầu phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nước ngày một tăng nên nước thải gia tăng là một hệ quả tất yếu Nếu không có biện pháp quản lý và

xử lý kịp thời thì môi trường nước sẽ bị ô nhiễm do nước thải chỉ còn là vấn

đề thời gian Một trong những nguồn nước thải có tải trọng lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên nước, đó là nước thải sinh hoạt của các ký túc xá của sinh viên ở các trường đại học nói chung và ký túc xá của trường đại học Nông Lâm nói riêng

Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là chứa thành phần chất hữu cơ (BOD), cặn lơ lửng, Amoni, Tổng Nitơ, Photpho, Mùi và nhiều vi sinh vật gây bệnh…Việc xử lý nước thải sinh hoạt nhằm loại bỏ tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từ các chất không tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nước, làm sạch nước trước đưa vào nguồn tiếp nhận là yêu cầu vô cùng cấp thiết hiện nay Hiện nay, có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có chứa nhiều đạm (N) như công nghệ Aerotank, SBR, MOT, MBBR, VIP,…nhưng với những ưu thế vượt trội của công nghệ AAO như: giúp thanh lọc nước thải thông qua xử lý bằng vi sinh vật kị khí, xử lý đạm (N) rất hiệu quả trong bể thiếu khí, trong bể hiếu khí loại bỏ hữu cơ, loại bỏ vi khuẩn nhờ hóa chất cloramin Hệ thống dễ xây dựng, vận hành, độ bền cao, áp dụng cho thải sinh hoạt có chứa hàm lượng đạm cao, các khu vực có mật độ dân số cao Chúng ta cũng có thể áp dụng hệ thống xử lý nước thải AAO trong các khu đô

thị hoặc từng cụm gia đình, bệnh viện, trường học, các khu công nghiệp may, lắp giáp có nhiều công nhân để xử lý triệt để hữu cơ và amoni có trong dòng thải Đây là một hệ thống xử lý nước thải tiên tiến hiện nay với cách khử khí kín đáo, hiệu quả cao với công nghệ tốt

Xuất phát từ lý do trên chúng tôi đề xuất nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá K trường Đại học Nông lâm của hệ thống công nghệ AAO (Anarobic Anoxic Oxic)”

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá thực trạng sử dụng nước và xả thải nước sinh hoạt của sinh viên và các dịch vụ khác trong khu ký túc xá K trường ĐH Nông Lâm

- Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá K trường Đại

học Nông Lâm của hệ thống công nghệ AAO

- Đề xuất giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá K trường Đại học Nông lâm hiệu quả

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

- Vận dụng và phát huy những kiến thức đã học tập vào nghiên cứu

- Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục

vụ cho công tác nghiên cứu sau này

- Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu

- Bổ sung tư liệu cho học tập

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Xử lý được nước thải sinh nhoạt đảm bảo QCVN và bảo vệ môi trường

- Có mô hình để sinh viên chuyên ngành môi trường học tập

- Cảnh báo nguy cơ tiềm tàng về ô nhiễm môi trường do nước thải gây

ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường, và bảo

vệ sức khỏe của người dân khu vực quanh ký túc xá

- Mặc dù nước thải sinh hoạt có nồng độ chất ô nhiễm thấp và lưu lượng thải ra lớn nên mức độ gây ô nhiễm rất cao Công nghệ AAO có ưu điểm xử lý triệt để đồng thời COD, Nitơ, Photpho trong một hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu xả thải nghiêm ngặt theo tính chất môi trường Việt Nam hiện tại và trong tương lai

- Áp dụng thích hợp các công trình xử lý nước thải vừa và nhỏ, chi phí đầu tư vận hành thấp, tiết kiệm diện tích xây dựng, chi phí xây dựng

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

- Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT ngày 08/5/2012 của Bộ Tài nguyên

và Môi trường về việc Quy định tiêu chí xác định cơ sở gây ô nhiễm môi trường, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường có hiệu lực từ ngày 01/04/2015

- TCVN 5945:2005 Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải

- TCVN 6772:2000 Chất lượng nước – Nước thải sinh hoạt giới hạn ô nhiễm cho phép

- TCVN 5999:1995 Chất lượng nước – Lấy mẫu, hướng dẫn lấy mẫu nước thải

- TCVN 6663-3:2008 Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu

- QCVN 05:2013/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí xung quanh

- QCVN 26:2010/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vể tiếng ồn

- Quyết định 3733/2002/BYT - Tiêu chuẩn vệ sinh lao động, chất lượng không khí vùng làm việc

2.1.2 Cơ sở lý luận

2.1.2.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là loại nước thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư: khu vực đô thị, ký túc xá, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở,…Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và Photphat Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào

và giun sán

Nước thải sinh hoạt bao gồm có nước thải đen và nước thải xám

Nước thải từ nhà vệ sinh được gọi là nước thải đen Nước thải đen chứa hàm lượng cao các chất rắn và một lượng lớn thức ăn dành cho vi khuẩn (Thành phần chính là Ni tơ và Photpho) Nước thải đen được chia là 2 thành phần là phân và nước tiểu Một người trưởng thành mỗi năm có thể thải ra môi trường trung bình 0,4 kg Phốt pho và 4, 0 kg Ni tơ trong nước tiểu; 0,18

kg Phốt pho và 0,55 kg Ni tơ trong phân

Nước thải xám là lượng nước thải bao gồm nước giặt giũ đồ quần áo, nước tắm rửa và nước từ nhà bếp, nhà ăn Nước thải từ nhà bếp, nhà ăn có chứa một lượng lớn chất rắn và dầu mỡ Cả hai loại nước thải nêu trên đều có chưa các mầm bệnh gây nguy hại cho sức khỏe con người, đặc biệt là nước thải đen vì nó chứa nhiều nhất lượng N và P, là môi trường cực kì thuận lợi cho vi sinh vậy, vi khuẩn gây hại phát triển

Lượng nước thải sinh hoạt dân cư phụ thuộc vào dân số và đặc điểm của

hệ thống thoát nước Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng

gây bệnh nguy hiểm Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và thói quen của người dân, có thể tính bằng 80% lượng nước cấp

2.1.1.2 Tính chất nước thải sinh hoạt

Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó khoảng 52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số lượng lớn vi sinh vật Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải cũng chứa các

vi khuẩn không có hại có tác dụng phân hủy các chất thải Bảng 1: Phân loại mức độ ô nhiễm theo thành phần hóa học điển hình của nước thải sinh hoạt

Bảng 2.1 Tải trọng chất thải trung bình một ngày tính theo đầu người

(Đơn vị: g/người/ngày)

chất thải

Chất thải hữu cơ

Bảng 2.2 Thành phần nước thải sinh hoạt

(Nguồn: Bài giảng (Dư Ngọc Thành) Kỹ thuật xử lý nước thải)

Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau: COD = 500 mg/l, BOD5 = 250 mg/l, SS = 220 mg/l, Photpho = 8 mg/l, Nito

NH3 và Nito hữu cơ = 40 mg/l, PH = 6,8, TS = 720 mg/l

Bảng 2.3: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho

phép trong nước thải sinh hoạt

2.2.1 Hiện trạng nước thải sinh hoạt ở Việt Nam

Quá trình đô thị hóa tại Việt Nam diễn ra rất nhanh Những đô thị lớn tại

Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng nề

Đô thị ngày càng phình ra tại Việt nam, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam

vô cùng thô sơ Vì hệ thống cống rãnh thoát nước còn trong tình trạng thô sơ, không hợp lý cũng như không theo kịp đà phát triển dân số nhanh như trường hợp ở các thành phố ở Việt Nam như Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nha Trang, Đà Nẵng, Cần Thơ…, việc giải quyết và xử lý nước thải này hầu như không thực hiện được Nước thải sau khi qua mạng lưới cống rãnh được chảy

thẳng vào sông rạch và sau cùng đổ ra biển cả mà không qua giai đoạn xử lý,

độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép, các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; ôxy hòa tan (DO) đều vượt

từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần TCCP Có thể nói rằng người Việt Nam đang làm

ô nhiễm nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải ra hằng ngày

Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải 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 Ước tính hiện chỉ có khoảng 6% lượng nước được xử lý

Quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa khiến luồng di cư về đô thị Song việc thu gom xử lý rác thải và nước thải sinh hoạt lại không được để ý Trong vòng ít nhất là 10-15 năm nữa Việt Nam sẽ phải hứng chịu các tác động nặng nề do nước thải sinh hoạt không được xử lý Vì vậy ô nhiễm nước thải sinh hoạt đang là vấn đề nghiêm trọng nhất mà Việt Nam đang đối mặt Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WTO) công bố hồi đầu năm 2010 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong

do điều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước đang ngày càng một ô nhiễm trầm trọng

Từ hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt trên, chúng tôi đi đến nghiên cứu đề tài này để xử lý nước thải sinh hoạt từ nguồn, góp phần giảm ô nhiễm

2.2.2 Các biện pháp xử lý nước thải sinh hoạt

* Phương pháp xử lý cơ học

Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng Để tách các chất này ra khỏi nước thải Thường sử dụng các phương pháp cơ học như

lọc qua song chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lức hoặc lực li tâm và lọc Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghê xử lý thích hợp

Song chắn rác trong hệ thống xử lý nước thải

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước thải trước hết phải qua song chắn rác Tại đây các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, rác cây, bao nilon… được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải

Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác phân thành loại thô, trung bình và mịn Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100

mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm Theo hình dạng có thể phân song chắn rác và lưới chắn rác Song chắn rác có thể đặt cố định hay di động

Lắng cát trong xử lý nước thải

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tánh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: bể lắng ngang và bể lắng đứng Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi

Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt qua 0,3 m/s Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý công trình tiếp theo

Tuyển nổi trong hệ thống xử lý nước thải

Phương pháp tuyển nổi thương được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng trong một

số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo nổi lên bề mặt Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 –

30 micromet (bình thường từ 50 – 120 micromet) Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác xuất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó, lượng khí tiêu

tón sẽ giảm Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng

* Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý trong hệ thống xử lý nước thải

Trung hòa

Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ

xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:

- Trộn lẫn nước thải acid và nước kiềm

- Bổ sung các tác nhân hóa học

- Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa

- Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid

Keo tụ - tạo bông xử lý nước thải

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 – 10 micromet Các hạt này không nổi cũng không lắn, và do đó tương đối khó tách loại Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Waaks giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brow và do tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết

với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông

* Phương pháp sinh học

Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hóa hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải

Phương pháp này dựa trên hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và các chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo từng nhóm vi khuẩn mà sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau và phụ thuộc vào khả năng tài chính, diện tích đất mà người ta có thể sử dụng hồ sinh học hay các bể nhân tạo để xử lý

2.3 Tổng quan về Hệ thống xử lý nước thải AAO

Hình 2.1 Công nghệ AAO

AAO là viết tắt của các cụm từ Anaerobic (Yếm khí) – Anoxic (Thiếu khí) – Oxic (Hiếu khí)

Công nghệ AAO là quy trình xử lý sinh học liên tiếp ứng dụng nhiều

hệ vi sinh vật khác nhau: Hệ vi sinh vật Yếm khí, Thiếu khí, Hiếu khí để xử

lý chất thải Dưới tác dụng phân giải các chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà chất ô nhiễm được xử lý trước khi thải ra môi trường

* Quá trình Anaerobic ( Quá trình yếm khí)

Các quá trình này có thể hợp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ

+ Thủy phân:

Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo)

Quá trình này xảy ra chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất Chất béo thủy phân rất chậm

+ Acetic hoá (Acetogenesis)

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

+ Methane hóa (methanogenesis)

Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân huỷ kỵ khí Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới

Trong 3 giai đoạn thuỷ phân, acid hóa và acetic hóa, COD hầu như không giảm, COD chỉ giảm trong giai đoạn methane

- Thực hiện quá trình khử NITRATE và khử một phần các hợp chất hữu cơ

* Quá trình Anoxic ( thiếu khí)

Trong nước thải, có chứa hợp chất Nito và photpho, những hợp chất này cần phải 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 N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril

Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau

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↑

Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy

là nitơ đã được xử lý

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