Đồ án môn xử lý nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân

Đồ án môn xử lý nước thải Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CẢM ƠN ii LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD iii LỜI NHẬN XÉT CỦA GVPB iiii DANH MỤC HÌNH 4 DANH MỤC BẢNG 4 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 9 1.1.TỔNG QUAN 9 1.2.VAI TRÒ NƯỚC SINH HOẠT 12 1.3.HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI HIỆN NAY 12 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 15 2.1.KHÁI NIỆM, THÀNH PHẦN, NGUỒN GỐC, ĐẶC TRƯNG 15 2.1.1.Khái niệm 15 2.1.2.Nguồn gốc 15 2.1.3.Thành phần và tính chất 16 a.Các chất hữu cơ không bền sinh học( Cacbonhiđrat, protein, dầu mỡ): 17 a1.Cacbonhydrat 18 a2.Protein 18 a3.Dầu mỡ 18 b.Vi khuẩn và các loại vi sinh vật trong nước thải sinh hoạt 19 c.Các chất dinh dưỡng 20 c1.Các chất chứa Nitơ 20 c2.Các hợp chất chứa Photpho 21 d.Xà phòng và chất tẩy rửa 21 d1.Xà phòng 21 d2.Các chất tẩy rữa tổng hợp 22 e.Các chất gây mùi 22 2.2.TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI. 22 2.2.1.Tác động đến môi trường 22 2.2.2.Tác động đến con người 23 2.3.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 24 2.3.1.Phương pháp xử lý cơ học 24 a.Song chắn rác 25 a1.Vị trí : 25 a2.Nhiệm vụ : 25 b.Lưới chắn rác 26 b1.Vị trí : 26 b2.Nhiệm vụ : 26 c.Bể lắng cát 27 c1. Vị trí: 27 c2.Nhiệm vụ : 27 d.Bể lắng 28 d1.Vị trí: 28 d2.Nhiệm vụ: 28 e.Bể lắng ngang 29 f.Bể lắng đứng 29 g.Bể lắng li tâm 29 h.Lọc 30 i.Điều hòa lưu lượng 30 i1.Vị trí: 30 i2.Nhiệm vụ: 31 k.Bể tách dầu 31 k1.Vị trí: 31 k2.Nhiệm vụ: 31 2.3.2.Phương pháp xử lí hóa học và hóa lý 32 a.Tuyển nổi 32 a1.Nhiệm vụ: 33 a2.Các loại tuyển nổi: 33 b.Keo tụ Tạo bông 33 c.Hấp phụ: 34 d.Trung hòa 34 2.3.3.Phương pháp xử lí sinh học 35 2.3.4.Khử trùng nước thải 39 a.Vị trí 39 b.Nhiệm vụ 39 2.3.5.Xử lý cặn thải 39 CHƯƠNG 3 41 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH 41 3.1.CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 41 3.2.ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 42 3.2.1.Phương án 1 42 a.Sơ đồ công nghệ I 43 b.Thuyết minh công nghệ 1 44 3.2.2.Phương án 2 45 a.Sơ đồ công nghệ II 46 b.Thuyết minh công nghệ 2 46 3.2.3.Lựa chọn phương án tối ưu 48 a.Ưu điểm công nghệ 1: 48 b.Nhược điểm công nghệ 1: 48 c.Ưu diểm công nghệ 2 49 d.Nhược điểm công nghệ 2: 49 3.3.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ 49 3.3.1.Lưu lượng tính toán: 49 3.3.2.Xác định mức độ xử lý nước thải 52 3.4.TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH 55 3.4.1. Song chắn rác 55 3.4.2. Hầm tiếp nhận 57 3.4.3.Tính bể điều hòa 58 3.4.2 Tính toán bể Aerotank 66 3.4.3. Tính toán bể lắng đứng II 74 3.4.4.Bơm 76 CHƯƠNG 4 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO.. ………………………………………………………… ..83

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD iii

LỜI NHẬN XÉT CỦA GVPB iiii

DANH MỤC HÌNH 4

DANH MỤC BẢNG 4

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 9

1.1.TỔNG QUAN 9

1.2.VAI TRÒ NƯỚC SINH HOẠT 12

1.3.HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI HIỆN NAY 12

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 15

2.1.KHÁI NIỆM, THÀNH PHẦN, NGUỒN GỐC, ĐẶC TRƯNG 15

2.1.1.Khái niệm 15

2.1.2.Nguồn gốc 15

2.1.3.Thành phần và tính chất 16

a.Các chất hữu cơ không bền sinh học( Cacbonhiđrat, protein, dầu mỡ): 17

a1.Cacbonhydrat 18

a2.Protein 18

a3.Dầu mỡ 18

b.Vi khuẩn và các loại vi sinh vật trong nước thải sinh hoạt 19

c.Các chất dinh dưỡng 20

c1.Các chất chứa Nitơ 20

c2.Các hợp chất chứa Photpho 21

d.Xà phòng và chất tẩy rửa 21

d1.Xà phòng 21

d2.Các chất tẩy rữa tổng hợp 22

e.Các chất gây mùi 22

2.2.TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI 22

2.2.1.Tác động đến môi trường 22

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

2.2.2.Tác động đến con người 23

2.3.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 24

2.3.1.Phương pháp xử lý cơ học 24

a.Song chắn rác 25

a1.Vị trí : 25

a2.Nhiệm vụ : 25

b.Lưới chắn rác 26

b1.Vị trí : 26

b2.Nhiệm vụ : 26

c.Bể lắng cát 27

c1 Vị trí: 27

c2.Nhiệm vụ : 27

d.Bể lắng 28

d1.Vị trí: 28

d2.Nhiệm vụ: 28

e.Bể lắng ngang 29

f.Bể lắng đứng 29

g.Bể lắng li tâm 29

h.Lọc 30

i.Điều hòa lưu lượng 30

i1.Vị trí: 30

i2.Nhiệm vụ: 31

k.Bể tách dầu 31

k1.Vị trí: 31

k2.Nhiệm vụ: 31

2.3.2.Phương pháp xử lí hóa học và hóa lý 32

a.Tuyển nổi 32

a1.Nhiệm vụ: 33

a2.Các loại tuyển nổi: 33

b.Keo tụ - Tạo bông 33

c.Hấp phụ: 34

d.Trung hòa 34

2.3.3.Phương pháp xử lí sinh học 35

2.3.4.Khử trùng nước thải 39

a.Vị trí 39

b.Nhiệm vụ 39

2.3.5.Xử lý cặn thải 39

CHƯƠNG 3 41

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH 41

3.1.CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 41

3.2.ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 42

3.2.1.Phương án 1 42

a.Sơ đồ công nghệ I 43

b.Thuyết minh công nghệ 1 44

3.2.2.Phương án 2 45

a.Sơ đồ công nghệ II 46

b.Thuyết minh công nghệ 2 46

3.2.3.Lựa chọn phương án tối ưu 48

a.Ưu điểm công nghệ 1: 48

b.Nhược điểm công nghệ 1: 48

c.Ưu diểm công nghệ 2 49

d.Nhược điểm công nghệ 2: 49

3.3.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ 49

3.3.1.Lưu lượng tính toán: 49

3.3.2.Xác định mức độ xử lý nước thải 52

3.4.TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH 55

3.4.1 Song chắn rác 55

3.4.2 Hầm tiếp nhận 57

3.4.3.Tính bể điều hòa 58

3.4.2 Tính toán bể Aerotank 66

3.4.3 Tính toán bể lắng đứng II 74

3.4.4.Bơm 76

CHƯƠNG 4 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Song chắn rác 25

Hình 2.2 Bể lắng cát 27

Hình 2.3 Bể lắng ngang 29

Hình 2.4 Bể lắng li tâm 29

Hình 2.5 Bể điều hòa 30

Hình 2.6 Bể tách dầu, thiết bị tách dầu 32

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1 43

Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2 46

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng

10

Bảng 1.2 Lượng chất bẩn của một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước… 11

Bảng 2.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư 17

Bảng 2.2 Các thông số trong phương pháp cào bã 27

Bảng 3.1 Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra nước thải 42

Bảng 3.2 Dự toán dân số sau 10 năm của KDC 50

Bảng 3.3 Bảng hệ số không điều hòa 52

Bảng 3.4 Dự toán hiệu suất công trình xử lý 54

Bảng 3.5 Kết quả tính toán song chắn rác 56

Bảng 3.6 Các thông số thiết kế của hấm tiếp nhận 57

Bảng 3.7 Dao động lưu lượng theo giờ trong ngày 58

Bảng 3.8 Thể tích tích lũy theo giờ 60

Bảng 3.9 Các dạng khuấy trộn 61

3.10 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí 62

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

KDC: Khu dân cư

LỜI NÓI ĐẦU

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường



Môi trường và con người có mối quan hệ tác động qua lại với nhau Môitrường ảnh hưởng và chi phối một cách trực tiếp đến đời sống con người vàngược lại

Song, nguồn gốc mọi sự biến đổi về mơi trường sống đang xảy ra hiệnnay trên thế giới cũng như ở nước ta là các hoạt động kinh tế, phát triển của xãhội loài người Các hoạt động này, một mặt làm cải thiện chất lượng cuộc sốngcủa con người, mặt khác lại tạo ra hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tàinguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái môi trường khắp mọi nơi trên thếgiới Vì vậy môi trường và các vấn đề về môi trường là đề tài được hầu hết cácnước trên thế giới quan tâm

Trong những năm gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễmnước nói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại Vấn đề ô nhiễmmôi trường và bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là nhữngvấn đề cấp bách trong quá trình phát triển kinh tế- xã hội trong giai đoạn khoahọc kỹ thuật đang phát triển như vũ bão Để phát triển bền vững, chúng ta cần

có những giải pháp, trong đó có giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế, loại bỏ cácchất ô nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ra môi trường Một trongnhững biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường và chống ô nhiễmnguồn nước là tổ chức thoát nước và xử lý nước thải trước khi xả vào nguồntiếp nhận

Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa tại các khu dân cư, thànhphố nước ta diễn ra nhanh chóng , kéo theo là sự gia tăng dân số cũng khánhanh chóng Nước thải, rác thải sinh ra từ quá trình sản xuất, sinh hoạt củangười dân chưa được thu gom, xử lý, hoặc có nhưng ở quy mô nhỏ, điều nàylàm cho môi trường ngày càng ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là môi trườngnước

Vấn đề đặt ra là phải thiết kế xây dựng các hệ thống xử lý nước thải sinhhoạt nhằm cải thiện tình trạng ô nhiễm của nước thải khi xả ra các nguồn tiếpnhận là sông ngòi, kênh rạch

LỜI CẢM ƠN



Đầu tiên em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường cùng toàn thể thầy cô bộ môn

đã tạo điều kiện cho em được tiếp cận với đồ án Nhờ đó mà em có thêm kiến thức và kinh nghiệm chuyên môn để phục vụ cho công việc sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Trường đã hướng dẫn em thực hiện bài đồ án, , thầy Lê Hoàng Nghiêm là giáo viên trực tiếp giảng dạy đã hướng dẫn rất tận tình và giải đáp mọi thắc mắc của em trong khi thực hiện đồ án và giúp em hoàn thành đồ án đúng thời hạn

Đồ án được hoàn thành nhưng còn nhiều thiếu sót, em chưa có nhiều kiến thức, kinh nghiệm thực tế, mong thầy cô giúp đỡ nhiều hơn nữa trong những bài đồ án sau.Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa cũng như trong nhà trường đãtruyền đạt cho em những kiến thức phục vụ trong quá trình làm đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN1.1.TỔNG QUAN

Nước là vật phẩm quý giá nhất mà tạo hóa đã ban tặng cho hành tinh của chúng

ta và chính nó là khởi nguồn sáng tạo của sự sống: vạn vật không có nước không thể tồn tại, con người cũng không ngoại lệ

Trong cơ thể người nước chiếm tới 70% trọng lượng Hằng ngày mỗi người cần tối thiểu 60 – 80, tối đa tới 150 – 200 lít nước hoặc hơn cho sinh hoạt; riêng lượng nước ăn uống vào cơ thể ít nhất cũng tới 1,5 – 2 lít mỗi ngày

Nước ta còn cần cho các hoạt động khác của con người như sản xuất công

nghiệp, nông nghiệp và hoạt động dịch vụ Lượng nước dùng cho trồng trọt, chăn nuôi rất lớn: trung bình 1 ha mẫu cần 0.12 – 0.29 l/s; 1 ha trồng lúa nước cần 1.5 – 7 l/s; mỗi đầu vật nuôi như ngựa, trâu bò tiêu tốn 20 – 80 lít nước cho 1 ngày, lợn: 15 – 60,

gà, vịt, ngan, ngỗng: 1 – 1.25 lít Nhu cầu nước cho sản xuất công nghiệp cũng vậy: đểsản xuất 1 tấn thép hay 1 tấn giấy phải dùng 44.000 lít nước; lọc 1 lít dầu cần 10 lít; sản xuất 1 lít bia phải có 15 lít nước sạch; lượng nước dùng cho làm mát máy cũng không nhỏ (động cơ đốt trong: 10 l/h, động cơ dầu: 25 – 50 l/h…)

Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư được xác định trên cơ sở nước cấp Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt của các khu dân cư đô thị thường là từ 100 đến 250 l/người/ngày (đối với các nước đang phát triển) và từ 150 đến 500 l/người/ngày (đối với các nước phát triển) Tiêu chuẩn cấp nước các đô thị nước ta hiện nay dao động từ

120 đến 180 l/người/ngày Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt

từ 50 đến 120 l/người/ngày Tiêu chuẩn nước thải phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 80 đến 100% tiêu chuẩn cấp nước cho mục đích nào đó Ngoài ra, lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư còn phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của nhân dân

Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụ thuộcvào loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ trong đó Tiêu chuẩn thải

nước của một số loại cơ sở dịch vụ và công trình công cộng này được nêu trong bảng 1.

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng, l/ngày

Nhà ga, sân bay Hành khách 7,5-15

Khách sạn

Nhân viên phục vụ 30-45

Bệnh viện

Giường bệnh 473-908 ( 500-600)Nhân viên phục vụ 19-56

Khu triển lãm, giải trí Người tham quan 15-30

Nguồn :Metcalf&Eddy Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse ThirdEđition ,1991

Lượng nước thải tập trung của đô thị rất lớn Lượng nước thải của thành phố 20 vạn dân khoảng 40 đến 60 nghìn m3/ngày Tổng lượng nước thải thành phố Hà

Nội(năm 2006) gần 500.000 nghìn m3/ngày Trong quá trình sinh hoạt, con người xả vào hệ thống thoát nước một lượng chất bẩn nhất định, phần lớn là các loại cặn, chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng Ở nước ta Tiêu chuẩn TCXD 51:2007 quy định về lượng chất bẩn tính cho một người dân xả vào hệ thống thoát nước trong một ngày theo bảng 1.2 sau đây

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

Bảng 1.2 Lượng chất bẩn của một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước

Nguồn: Theo quy định của TCXD 51:2007

Nước thiết yếu như vậy, nhưng loài người đang đứng trước nguy cơ thiếu nước nghiêm trọng Trên thế giới hiện có 80 quốc gia và 40% dân số không đủ nước dùng, một phần ba các điểm dân cư phải dùng các nguồn nước bị ô nhiễm để ăn uống – sinh hoạt, hệ quả là hằng năm có trên 500 triệu người mắc bệnh, 10 triệu người (chủ yếu là trẻ em) bị chết, riêng bệnh tiêu chảy đã cướp đi mạng sống của 2.5 triệu trẻ em mỗi năm

Còn ở Việt Nam - một nước đang phát triển, mặc dù được nhà nước đặc biệt quan tâm nhưng cũng chỉ mới có 46 - 50% dân cư đô thị và 36 - 43% dân cư nông thôn được dùng nước sạch Nhiều người dân ở nhiều vùng còn phải dùng các nguồn nước không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, kéo theo tỷ lệ dân cư mắc bệnh khá cao: 90% phụ nữ nông thôn mắc bệnh phụ khoa, 95% trẻ em nông thôn bị nhiễm giun, hàng năm

có trên 1 triệu ca tiêu chảy, lị Nguồn nước bị ô nhiễm là nguyên nhân quan trọng tạo nên những nguy cơ tiềm tàng của nhiều bệnh lý ở nhiều địa phương

Đứng trước những đòi hỏi về một môi trường sống trong lành của người dân, cũng như qui định về việc sản xuất đối với các doanh nghiệp khi nước ta gia nhập WTO đòi hỏi mỗi một đơn vị sản xuất kinh doanh phài cần có một hệ thống xử lý

- Chất lơ lửng (SS )

- BOD5 của nước thải chưa lắng

- BOD5 của nước thải đã lắng

- Nitơ amôn (N-NH4)

- Phốt phát (P2O5)

- Clorua (Cl-)

60¸656530¸3583,310

nước thải nhằm giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Đứng trước những đòi hỏi cấp báo đó, nhóm đã tiến hành nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải.

1.2.VAI TRÒ NƯỚC SINH HOẠT

Nước không thể thiếu đối với cuộc sống của con người và nước đóng vai trò rất quan trọng trong việc hình thành sự sống trên trái đất.Nước tham gia tích cực vào phảnứng lý, hóa học, sự hình thành và tích lũy chất hữu cơ, là dung môi của rất nhiều chất

và đóng vai trò dẫn đường cho các muối đi vào cơ thể con người

Trong các khu đô thị và nông thôn, nước sạch dùng để phục vụ cho dân

sinh.Trong công nghiệp, nông nghiệp…nước được dùng cho nhiều mục đích khác nhau nhằm tạo ra các sản phẩm phát triển kinh tế, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người dân

1.3.HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI HIỆN NAY

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 Theo thống kê chưa đầy đủtrên phạm vi toàn quốc lượng nước đã khai thác là 6,454 triệu m3/ngày phục vụ cho nhu cầu ăn uống - sinh hoạt, sản xuất, dịch vụ trong đó nước mặt chiếm 55% (3,557 triệu m3/ng), nước dưới đất chiếm 45% (2,897 triệu m3/ng): miền Bắc Việt Nam 1,238 triệu m3/ng (nước mặt 0,313, nước dưới đất 0,925); Nam Trung Bộ 237.100 m3/ng (nước mặt 109.700, nước dưới đất 127.400); Tây Nguyên 3,764 triệu m3/ng (nước mặt 2,484, nước dưới đất 1,28); Nam Bộ 1,214 triệu m3/ng (nước mặt 0,65, nước dưới đất 0,564), là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có

xu hướng càng ngày càng xấu đi

Cùng với gia tăng dân số, đô thị hoá, phát triển kinh tế, nhu cầu nước dùng cho

ăn uống - sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, du lịch, dịch vụ ngày càng tăng Lượng nước cần của năm 2000 là 79,61 tỷ m3/năm, trong số đó có 2,91 (tỷ m3) cho ăn uống - sinh hoạt, 16,2 cho công nghiệp và 60,5 cho nông nghiệp Trong vòng

15 năm, nhu cầu nước đã tăng 1,76 lần (ăn uống - sinh hoạt: 1,65 lần; công nghiệp: 5,62 lần; nông nghiệp:1,49 lần)

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

Nếu cứ với này thì 15 đến 20 năm tới (2015 - 2020) nhu cầu nước sẽ vào khoảng

140 tỷ/m3 năm, tạo nên một sức ép rất lớn, đó là chưa kể đến khi ấy nước ta đã trở thành nước công nghiệp, dân số chừng 120 -150 triệu, mức sống cao hơn hỏi lượng nước dùng lớn hơn: trung bình cư dân đô thị mỗi người mỗi ngày dùng 120 - 150 lít nước chứ không phải mức 80 -100 lít như hiện nay, còn người dân nông thôn dùng 80

- 100 lít thay vì 40 - 60 lít Nếu tính toán theo dự báo của ủy hội Tài nguyên nước quốc

tế nhu cầu nước vào năm 2020 sẽ tăng 6,5 lần so với năm 1990, thì nhu cầu nước của Việt Nam lúc đó sẽ vào khoảng 510 - 520 tỷ m3 /năm

Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) 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 một ô nhiễm trầm trọng

Ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt gây ra được các chuyên gia môi trường đánh giá đang ở mức rất nghiêm trọng, thực trạng này đã được thể hiện trong nhiều báo cáo của Bộ tài nguyên và Môi trường, của các Ủy ban bảo vệ môi trường lưu vực: sông Cầu, sông Đáy, sông Nhuệ và sông Đồng Nai, báo cáo của các sở tài nguyên môi trường các tỉnh, thành phố trong cả nước và từ thực tế quan sát được ở cácsông hồ nội thành của các thành phố Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh

Tại một số thành phố lớn, thị xã và thị trấn chỉ một số khu vực dân cư có hệ thống cống rãnh thải nước thải sinh hoạt song hệ thống này thường dùng chung với hệ thống thoát nước mưa thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên hoặc ao hồ hoặc sông suối hoặc thải ra biển Hầu như không có hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải sinh hoạt riêng biệt

Số liệu thống kê mới đây cho thấy, trung bình một ngày Hà Nội thải 458000 m3nước thải, trong đó 41% là nước thải sinh hoạt, 57% nước thải công nghiệp, 2% nước

thải bệnh viện Chỉ có khoảng 4% nước thải được xử lý Phần lớn nước thải không được xử lý đổ vào các sông

Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng không được

xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép, các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; Nhu cầu oxy hóa học (COD); Ô xy hòa tan(DO) đều vượt từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần TCCP Tại các vùng nông thôn, các cụm dân cư (làng, xã) tình hình vệ sinh môi trường còn đáng lo ngại hơn Phần lớn các gia đình không có nhà xí hợp vệ sinh Hầu hết nước thải sinh hoạt thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên

Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và visinh vật ngày càng cao Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số

vi khuẩn E coliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MNP/100ML ở các kênh tưới tiêu.Việc thu gom và xử lý nước thải tập trung đang còn gặp nhiều bất cập và hạn chế Công tác xử lý nước thải chưa được đẩy mạnh, tại một số đô thị cũng có xây dựngmột số trạm xử lý nước thải cục bộ cho các bệnh viện như (Hà Nội, Hải Phòng, QuảngNinh, Huế, Đà Nẵng ) nhưng do nhiều nguyên nhân như thiết kế, vận hành, bảo dưỡng, không có kinh phí mà nhiều trạm xử lý sau một thời gian ngắn hoạt động đã xuống cấp và ngừng hoạt động

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

2.1.KHÁI NIỆM, THÀNH PHẦN, NGUỒN GỐC, ĐẶC TRƯNG

2.1.1.Khái niệm

Nước thải sinh hoạt là nước thải được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm , giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… Chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác

2.1.2.Nguồn gốc

Nguồn gốc nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mụcđích sinh hoạt của cộng đồng: tắm rửa,giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh nhà cửa, vệ sinh cá nhân,…

Chúng thường được thải ra từ các căn hộ của các khu dân cư, khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ

Gồm 2 loại : Nước đen và nước xám

+ Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếulà: chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng

+ Nước xám là nước phát sinh từ quá trình rửa, tắm, giặt, với thành phần các chất

ô nhiễm không đáng kể

Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước haycác trạm cung cấp nước hiện có Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với so với các vùng ngoại thành và nông thôn Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngaoi5 thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải

thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tiêu thấm

+ 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 rửatrôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà

2.1.3.Thành phần và tính chất

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 rửatrôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà

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 Chất hữu cơ chứatrong nước thải bao gồm các hợp chất: Protein(40 – 50%) gồm tinh bột và đường, xenlulo và các chất béo (5 - 10%) Nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450 mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học Ở nơi dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng

Thành phần nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, đặc điểm hệ thống thoát nước điều kiện trang thiết bị vệ sinh và có thể tham khảo theo bảng 2.1 sau đây

Bảng 2.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư

a.Các chất hữu cơ không bền sinh học( Cacbonhiđrat, protein, dầu mỡ):

Trong nước thải sinh hoạt, có đến 60 – 80% là tổng các chất hữu cơ thuộc loại không bền vững, dễ bị phân hủy sinh học Trong đó có đến 40-60% là protein, 25-50%cacbonhydrat và khoảng 10% chất béo

Các chất cacbonhydrat, protein, chất béo trong nước thải có phân tử lượng lớn nên không thể thấm qua màng vi sinh Để chuyển hóa các phân tử này, vi sinh phải phân rã chúng thành những mãnh nhỏ để có thể thấm vào tế bào Cho nên giai đoạn đầu tiên trong quá trình phân hũy các hợp chất hữu cơ do vi sinh, là thủy phân

cacbonhydrat thành đường hòa tan, phân hũy các protein thành các axitamin, phân hũycác chất béo thành các axit béo mạch ngắn bước tiếp theo là phân hũy hiếu khí để chuyển các chất hữu cơ này thành CO2 và H2O Nếu phân hũy kỵ khí thì sản phẩm cuốicùng sẽ là các axit hữu cơ, rượu và khí Cacbonic, metan, huydrosulfua

a1.Cacbonhydrat

Bao gồm các chất đường có chứa các nguyên tố C, H và O một số đường

đơn(moonosaccarit) có tồn tại trong tự nhiên Các đường kép (disacharit) gồm 2 đơn vịmonosacharit (sucrose, lactose) các polysacharit bao gồm các đơn vị đường liên kết theo mạch dài

b.Vi khuẩn và các loại vi sinh vật trong nước thải sinh hoạt

Các vi khuẩn

Trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn:

+ Nhóm hình cầu (cocci): Có đường kính khoảng 1 - 3 µm;

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

+ Nhóm vi khuẩn hình sợi: Có chiều dài khoảng 100 µm hoặc dài hơn.Các vi khuẩn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên cũngnhư trong bể xử lý Ngoài ra các vi khuẩn còn có khả năng gây bệnh và được

sử dụng làm thông số chỉ thị cho việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân

Có cấu tạo cơ thể đa bào, sống hiếu khí, không quang hợp và là loài hóa dị

dưỡng Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải Cùng với vi khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Về mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm có thể phát triển trong điều kiện ẩm độ thấp và pH Không có sự hiện diện của nấm, chu trình carbon sẽ chậm lại và các chất thải hữu cơ sẽ tích tụ trong môi trường

Gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện thích hợp nó sẽ phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ và các dòng nước gây nên hiện tượng "tảo nở hoa" Sự hiện diện của tảo làm giảm giá trị của nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước bởi vì chúng tạo nên mùi và vị

c.Các chất dinh dưỡng

c1.Các chất chứa Nitơ

Trong nước các hợp chất chứa nito thường tồn tại ở 3 dạng: hợp chất hữu cơ, ammoniac và dạng oxi hóa ( nitrit và nitrat) Các dạng này là các khâu trong chuổi phân hủy các hợp chất chứa nito hữu cơ, ví dụ: protein và hợp phần của Protein

NO N2O N2

Vi khuẩn phản nitrat hóa

Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất nito hữu cơ, ammoniac hoặc NH4OH, thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm NH3 trong nước sẽ gây độc với cá và các loài sinh vật khác trong nước

Nếu nước có hợp chất Nito chủ yếu là nitrit( NO2-) là nước đã bị ô nhiễm trong một thời gian dài hơn

Nếu trong nước chứa chủ yếu là hợp chất nito ở dạng nitrat ( NO3-) chứng tỏ quá trình phân hũy đã kết thúc Tuy vậy, các nitrat chỉ bền ở điều kiện hiếu khí, khi ở điều kiện kị khí các nitrat dễ bị khử thành N2O và NO và nito phân tử tách khỏi nước bay vào không khí Nếu nitrat cao có thể gây ngộ độc với con người ( vì khi vào cơ thể, với điều kiện thích hợp ở đường tiêu hóa, nitrat sẽ biến thành nitrit và chất này sẽ kết hợp với hồng cầu thành chất không vận chuyển oxy, gây bệnh thiếu máu

+ Amoniac (NH3): Amoniac trong nước tồn tại dạng: NH3 và NH4 (NH4OH.NH4NO3, (NH4)2SO4….) tùy thuộc vào pH của nước, vì nó là một bazo yếu NH3 hoặcNH4 có trong nước cùng với photphat thúc đẩy quá trình phú dưỡng hóa của nước.+ Nitrat (NO3-): Nitrat là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy các chấthữu cơ chứa N có trong chất thải của người, động vật và thực vật Trong nước tựnhiên, nồng độ nitrat thường nhỏ hơn 5 mg/l vùng bị ô nhiễm do chất thải hoặc phânbón hàm lượng nitrit trên 10 mg/l, làm cho rong tảo dễ phát triển, gây ảnh hưởng xấuđến chất lượng nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản

c2.Các hợp chất chứa Photpho

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

Photpho trong nước thường ở dạng ortho-photphat, muối photphat của

axitphotphoricH2PO4-, HPO42-, PO43- từ các loại phân bón hoặc cơ thể động vật, đặc biệt

là tôm cá thối rữa, các polyphotphat từ các chất tẩy rửa: pyrometaphotphat Na2(PO4)6, tripolyphotphat Na5P3O10, pyrophotphat Na4P2O7 tất cả các dạng polyphotphat đều có thể chuyển hóa về orthophotphat trong môi trường nước, đặc biệt là ở môi trường axit

và ở nhiệt độ cao ( nhất là gần điểm sôi)

Ngoài ra trong nước còn có các hợp chất photpho hữu cơ

Nồng độ photphat trong nguồn nước không bị ô nhiễm thường nhỏ hơn 0,01 mg/l, ở vùng sông ngòi nhiễm nước thải sinh hoat và nông nghiệp có thể lên đến 0,5 mg/l Photphat có nhiêu trong phân động vật và người

Bản thân photphat không phải là chất gây độc, nhưng quá cao trong nước sẽ làm cho nước “nở hoa”, làm giảm chất lượng nước

Các nước EU quy định đối với nước sinh hoạt nồng độ orthophotphat thấp hơn 2,18mg/l (~5 mg/l P2O5)

d.Xà phòng và chất tẩy rửa

d1.Xà phòng

Là những muối của axit béo bậc cao, như natristearat, được sử dụng như tác nhânlàm sạch Xà phòng thường có ph cao hơn 7, xà phòng vào hệ thống nước thải có thể làm thay đổi pH của nước, cùng với khả năng tạo ván bọt làm giảm khả năng hòa tan oxy vào nước Nhìn chung xà phòng không phải là tác nhân cơ bản gây ô nhiễm nước

d2.Các chất tẩy rữa tổng hợp

Có khả năng làm sạch cao, đồng thời không tạo ra muối không hòa tan như xà phòng gặp nước cứng ( muối của Ca2+ và Mg2+) các chất tẩy rửa có hoạt tính bề mặt cao, hòa tan tốt trong nước và có sức căng bề mặt nhỏ, được dùng nhiều trong sinh hoạt

Các chất tẩy rửa thường có 10- 30% là các chất hoạt động bề mặt, 12% các chất phụ gia và một số chất độc khác

Các chất hoạt động bề mặt (ASB) vào nước tạo huyền phù bền vững dưới dạng keo, làm giãm hoạt tính của màng sinh học trong các phin lọc nước cũng như bùn hoạt tính Các chất tẩy rửa khi có trong nước thải sẽ làm cho nước tạo một khối bọt lớn vừa gây cảm giác khó chịu vừa làm giảm khả năng khuếch tán không 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 với người và động vật, nhưng gây ô nhiễm nước làm giảm chất lượng nước, đặc biệt là nước uống ngoài ra chúng còn làm cho thực vật trong nước phát triển

e.Các chất gây mùi

Các chất gây mùi trong nước thải sinh hoạt chủ yếu phát sinh từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ của quá trình phân hủy thiếu khí (kỵ khí) Sản phẩm của quá trình này là các chất như: Hydrosulfua (H2S), metan (CH4), ammoniac (NH3),… làm cho nước thải có mùi

2.2.TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI.

SS: lắng đọng ở ngườn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí

Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thài sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sốngcủa thủy sinh vật nước

Ammonia, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nếu nồng độ nước quá cao gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa (sự phát triển bùng phát của các loại tảo, làm

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra).Màu: mất mỹ quan.

Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt

2.2.2.Tác động đến con người

Tác động của nước thải ở dạng này ( nước thải của khu chung cư) đến con người chủ yếu là do các vi sinh vật gây bênh, chúng được phát sinh từ phân người hay động vật, từ đường ruột của các động vật trong quá trình chế biến hay làm thịt chúng ( cá, lợn, ếch, gà, vịt,…)

+ Vi sinh vật truyền qua nước gây nên hầu hết các bệnh ở đường tiêu hóa

+ Vi khuẩn gây bệnh như: tả, lỵ, thương hàn, tiêu chảy,…

+ Vi rút gây bệnh: Bại liệt, viêm gan,…

+ Ký sinh trùng gây bệnh như: lỵ, amip, giun, sán,…

Các tác nhân này có thể xâm nhập trực tiếp qua đường nước uống hoặc nước dùng chế biến thực phẩm Những bệnh này có thề gây nên dịch lớn làm số người tử vong cao, rất nguy hại cho cộng đồng nếu không có biện pháp phòng chống tốt

Nước thải sinh hoạt có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, đôi khi vượt quá yêu cầu

xử lý sinh học Không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi cấc vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra khỏi quá trình xử lý sinh học cùng với bùn

2.3.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằngnhững phương pháp thích hợp khác nhau Sau đây là tổng quan các phương pháp

+ Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh,…

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

+ Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình

xử lý hóa lý và sinh học

Thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực 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 màlựa chọn công nghệ xử lý thích hợp.Bao gồm các công trình sau:

a.Song chắn rác

a1.Vị trí :

Song chắn rác được đặt ở những kênh

trước khi nước vào trạm xử lý Hai bên tường

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

Hình 2.1 Song chắn rác.

kênh phải chừa một khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt và thay thế song chắn Vì song chắn làm co hẹp tiết diện ướt của dòng chảy nên tại vị trí đặt song chắn tiết diện kênh phải được mở rộng Để tránh tạo thành dòng chảy rối kênh phải mở rộng dần dần với một góc α = 20o

Song chắn rác phải đặt ở tất cả các trạm xử lý không phân biệt phương pháp dẫn nước tới là tự chảy hay có áp Nếu trong trạm bơm đó có song chắn rác với khe hở 16

mm thì có thể không đặt song chắn rác ở trạm xử lý nữa

a2.Nhiệm vụ :

Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn 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,đảm bảo cho các thiết bị và công trình

xử lý tiếp theo

Tùy theo khoảng cách giữa các thanh song chắn rác được phân thành loại thô, 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 thành song chắn rác và lưới chắn rác Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động, có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền nhỏ.Thôngdụng hơn cả là song chắn rác cố định Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45 – 600 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng mộtgóc 75 – 850 nếu làm sạch bằng máy

Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp Song chắn tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật giữ lại Do đó, thông dụng hơn

cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc phía sau và cạnh tròn phía trước hướng đối diện với dòng chảy Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong

khoảng từ 0,6 -1m/s Vận tốc cực đại giao động trong khoảng 0,75 -1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song Vận tốc cực tiểu là 0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn

Bảng 2.2 Các thông số trong phương pháp cào bã

Các thông số

Phương pháp cào bã

Th ủ cô ng

Cơ giới

Vận tốc dòng trước tấmchắn, m/s

0.3–0.6

0.6 –1.0

c2.Nhiệm vụ :

Bể lắng cát để loại bỏ cặn thô, nặng như : cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn…nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dể bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn sau

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, tránh 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

Hình 2.2 Bể lắng cát.

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 sỏ và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở các công trình tiếp theo

d.Bể lắng

Là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan ra khỏi nước thải

d1.Vị trí:

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

+Bể lắng đợt 1: Đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng tách các chất rắn, chấtbẩn lơ lửng không hòa tan

+Bể lắng đợt 2: 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

d2.Nhiệm vụ:

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Ngoài ra trong công nghệ xử lí nước thải, theo chức năng, các bể lắng được phân thành: bể lắng cát, bể lắng cấp I, bể lắng trong (cấp II) Bể lắng I có nhiệm

vụ tách các chất rắn hữu cơ (60%) và các chất khác, còn bể lắng cấp II có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải

Quá trình lắng chịu ảnh hưởng các yếu tố sau: lưu lượng nước thải, thời gian lắng(hay thời gian lưu), khối lượng riêng và tải lượng tình theo chất rắn lơ lửng, tải lượng thủy lực, sự keo tụ các hạt rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ của nước thải và kích thước bể Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng, bể lắng li tâm

lắng và điều kiện kinh tế, nguyên lý làm việc

của bể là nước thải theo máng phân phối

ngang vào bể qua đập tràn thành mỏng hoặc

tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể dọc suốt

chiều rộng, ở cuối bể xây dựng một mương

tương tự để thu nước và đặt ống nửa chìm

nửa nổi cao hơn mực nước 0,15 – 0,2 m và

không sâu quá 0,25 – 0,5m để thu và xả

nước nổi,người ta thường đặt một máng đặt biệt ngay sát kề tấm chắn Trong bể lắng ngang, vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước thừ 1 –3 h Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m3/ngày

f.Bể lắng đứng

Bể lắng đứngcó dạng hình hộp hay hình trụ tròn với dáy hình chop, nước thải đượcđưa vào ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s nước chuyển độngtheo phương đứng theo phương từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s.thời gian lưu nước trong bể từ 45 – 120 phút và được xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnhchiều cao của vùng lắng từ 4 – 5 m Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn

bể lắng ngang từ 10 – 20 %

g.Bể lắng li tâm

Bể có tiết diện hình tròn, đường

kính 16 – 40 m, chiều sâu vùng nước

chảy 1,5 – 5 m, nước dẫn được dẫn vào

bể từ tâm ra thành bể và được thu vào

máng tập trung rồi dẫn ra ngoài, cặn lắng

xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn

h.Lọc

Hình 2.4 Bể lắng li tâm.

Được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải

mà các bể lắng không thể loại chúng được Người ta tiến hành quá trình tách nhờ vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ pha phân tán lại

Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất tĩnh của cột chất lỏng hoặc

áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất chân không sau vách ngăn

Người ta chia các thiết bị lọc với lớp hạt ra thành lọc chậm, lọc nhanh, lọc hở, lọckín Chiều cao lớp hạt trong bể lọc hở bằng 1 – 2 m, còn lọc kín bằng 0.5 – 1 m Áp suất trong các thiết bị lọc kín được tạo nhờ bơm.Thiết bị lọc chậm để lọc nước thải không đông tụ, sau 30 ngày làm việc của nó trở lực sẽ tăng lên đến 1m cột nước, nên thường dừng để cạo đi 1.5 – 4 cm lớp cát trên cùng Khi lớp vật liệu lọc chỉ còn 40 cm thì cần bổ sung cát sạch vào, ưu điểm có khả năng làm sạch cao, nhược điểm kích thước lớn, giá thành cao, làm sạch bùn khó và phức tạp Thiết bị lọc nhanh làm việc với kích thước hữu hiệu lớn hơn và hệ số không đồng đều bể lọc chậm, trong lọc nhanh các chất bẩn nằm lại trong môi trường lọc được tách ra nhờ quá trình rửa, có thểtiến hành quá trình rửa qua 3 giai đoạn: trước tiên là thổi không khí, sau đó là hỗn hợp không khí và nước, cuối cùng là nước rửa Thời gian rửa kéo dài 5 – 7 phút Việc lựa chọn thiết bị lọc để lọc nước thải tùy thuộc vào lượng nước cần xử lý, hàm lượng chất bẩn và mức độ phân tán của chúng, các tích chất hóa lý của pha rắn, pha lỏng và mức

Đặt trước lắng I khi nồng độ chất lơ lửng SS không cao <250-400mg/L

Đặt sau bể lắng đợt I và trước xử lý sinh học khi nồng độ chất lơ lửng SS cao

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

Hình 2.5 Bể điều hòa

i2.Nhiệm vụ:

Điều chỉnh lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải ổn định

Được dùng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý Các phương án bố trí bể điều hòa lưu lượng có thể là điều hòa trên dòng thải hay ngoài dòng thải xử lý Phương án điều hòa trên dòng thải

có thể làm giảm đáng kể dao động nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn

phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được 1 phần nhỏ sự dao động đó.Bể điềuhòa thường được thiết kế với chiều sâu từ 1.5 – 2 m

Làm hạn chế lượng HC nổi và một phần HC trong hỗn hợp nhũ tương

Tách dầu mỡ có trong nước thải để không gây ảnh hường tới các công trình xử lý

ở phía sau

Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùngbiện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-50 % theo BOD

2.3.2.Phương pháp xử lí hóa học và hóa lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác độngvới các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường Giai đoạn xử lý hoá

lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh

Những phương pháp hoá lý, hóa học thường được áp dụng để xử lý nước thải là :keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, …

a.Tuyển nổi

a1.Nhiệm vụ:

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

Hình 2.6 Bể tách dầu, thiết bị tách dầu.

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

a2.Các loại tuyển nổi:

Căn cứ theo xử lý nước thải:tuyển nổi bằng việc tách không khí từ dung dịch, tuyển nổi phân tán không khí bằng phương pháp hóa học, tuyển nổi bằng cấp không khí qua đầu khuyếch tán bằng vật liệu xốp, tuyển nổi điện và tuyển nổi hóa học

b.Keo tụ - Tạo bông

Nhiệm vụ:

Giảm độ đục, màu, cặn lơ lửng, vi sinh

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 lắng, 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 Waals 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 độngBrown và do tác động của sự xáo trộn

Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì 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 tíchdương 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

Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc 2 pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi qua từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch được cân bằng Các chất hấp phụ thường được sử dụng: than hoạt tính, tro, xỉ, mạt cưa, silicegen, keo nhôm

d.Trung hòa

Nhiệm vụ

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:

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

+ Trộn lẫn nước thải acid và nước thải 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 nướcacid

2.3.3.Phương pháp xử lí sinh học

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật

để phân huỷ các chất bẩn 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 hóa sinh hóa 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 kỵkhí( không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nướcthải 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 có hàm lượng chất hữu cơ cao

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

+ Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tanthành 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 cơtrong nước thải

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

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai

đoạn chính như sau:

+ Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật do khuyết tán đối lưu và phân tử

+ Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng

+ Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp

tế bào mới với hấp thụ năng lượng

+ Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàmlượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý Ởmỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinhhoá là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng vàcác yếu tố vi lượng

Các điều kiện đưa nước thải đưa vào xử lý sinh học:

Phương pháp sinh học thường được sử dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ: H2S, sulfide, amonia,… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật Phương pháp xử ký sinh học nước thải dựa trên cơ sở hoạt động của VSV để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn nước Do vậy điều kiện đầu tiên và vô cùng quan trọng là nước thải phải là môi trường sống của quần thể VSV phân hủy các chấy hữu cơ có trong nước thải

Muốn đảm bảo điều kiện này nước thải phải:

Không có chât độc làm chết hoặc ức chế hoàn toàn hệ VSV trong nước thải Trong số các chất độc phải chú ý đến hàm lượng KLN Theo mức độ độc hại của kim loại xếp theo thứ tự:

Sb> Ag > Cu > Hg > Co ≥ Ni ≥ Pb > Cr+3> Cd > Zn > Fe

Muối của các kim loại này ảnh hưởng nhiều tới đời sống của VSV, nếu quá nồng

độ cho phép, các VSV không thể sinh trưởng và có thể gây chết

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

Chất hữu cơ có trong nước thải phải là chất dinh dưỡng nguồn cacbon và năng lượng cho VSV Các hợp chất hidratcacbon, protein, lipit hòa tan thường là các cơ chấtdinh dưỡng rất tốt cho VSV.

Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên:

+ Quá trình bùn hoạt tính ( Aeroten )

+ Lọc sinh học tiếp xúc dạng trống quay ( RBC )

+ Hồ sinh học thổi khí

+ Mương oxy hóa …

Nước thải đưa vào xử lí sinh học có 2 thông số đặc trưng là BOD và COD Tỉ số của 2 thông số này phải là: COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 mới có thể đưa vào

xử lí sinh học (hiếu khí) Nếu COD lớn hơn COD nhiều lần, trong đó gồm có

xenlulozo, hemixenlulozo, protein, tinh bột chưa thì phải qua xử lí sinh học kị khí.Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục, duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 – 40 oC

Quá trình sinh học kỵ khí:

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau

Chất hữu cơ ——————> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mớiMột cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

+Giai đoạn 1:thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;

+Giai đoạn 2: acid hóa;

+Giai đoạn 3: acetate hóa;

+Giai đoạn 4: methan hóa

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóaprotein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2 Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid,

propionic acid và lactic acid Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate Vi sinh vật chuyển hóa methan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines và CO

Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

+Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trìnhtiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí vớidòng nước đi từ dưới lên (UASB);

+ Qúa trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trìnhlọc kỵ

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn

SVTH: Trần Thị Tú Nhi-MSSV:0510020229

GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường

+ Oxy hóa các chất hữu cơ

+ Tổng hợp tế bào mới

+ Phân hủy nội bào

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện

tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối

ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học

hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất

Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định