Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Hiếu Khí Cho 100,000 Dân | Xử lý nước thải đô thị | Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
Tốc độ phát triển kinh tế cao, mang lại những lợi ích to lớn cho con người và xã hội như: đời sống của người dân được nâng cao, các lĩnh vực văn hóa xã hội, giáo dục, thể thao, quốc phòng cũng được đầu tư và phát triển mạnh,… bên cạnh đó nó còn tác động nặng nề đến chất lượng môi trường. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Xử lý nước thải đô thị (XLNTDT) 10 tài liệu
Trường: Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh 185 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
ĐẶT VẤN ĐỀ
Tốc độ phát triển kinh tế cao, mang lại những lợi ích to lớn cho con người
và xã hội như: đời sống của người dân được nâng cao, các lĩnh vực văn hóa xã
hội, giáo dục, thể thao, quốc phòng cũng được đầu tư và phát triển mạnh,… bên
cạnh đó nó còn tác động nặng nề đến chất lượng môi trường.
Hiện nay, vấn đề môi trường đang là một vấn đề nhức nhối nhận được sự
quan tâm lớn của mọi người. Con người và môi trường là một mối liên hệ chặt
chẽ không thể tách rời. Xã hội ngày càng phát triển kèm theo sự gia tăng dân số
dẫn tới đô thị hóa diễn ra rất nhanh. Cùng với tốc độ đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ,
các đô thị nước ta vẫn đang tiếp tục gia tăng cả về số lượng và quy mô đô thị.
Tính đến tháng 12 năm 2020, cả nước đã có 862 đô thị, với tỷ lệ đô thị hoá đạt
35,2%, trong đó Hà Nội được xếp vào đô thị loại đặc biệt [1]. Với tốc độ đô thị
hóa gia tăng, cùng với sự gia tăng dân số và nhu cầu cuộc sống, môi trường nước
ở các khu dân cư đang phải chịu sức ép rất lớn từ các nguồn thải từ các hoạt động
kinh tế xã hội, đặc biệt là hoạt động sinh hoạt của người dân..
Các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt như BOD5 (50-150 mg/l),
NH4+ N(4-25 mg/l), phosphat (2-10 mg/l), coliform (106 – 109
MPN/100ml) ,...đã làm xuất hiện một số dòng sông “ chết “, gây mất mỹ quan đô
thị, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ, sinh hoạt và các hoạt động sản xuất của người dân.
Ô nhiễm môi trường nước một phần nguyên nhân xuất phát từ việc nước
thải trong sinh hoạt được thải ra ngoài môi trường mà chưa qua xử lý hoặc chỉ
được xử lý sơ bộ. Đặc biệt ở các tổ hợp khu dân cư ở thành phố lớn với sự phát
triển và tốc độ đô thị hoá nhanh như hiện nay thì: Theo như Cục Hạ tầng kỹ thuật
( Bộ xây dựng ), nước ta hiện nay có 37 nhà máy xử lý nước thải tập trung ở các
khu dân cư với tổng công suất khoảng 1triệu m3/ ngày đêm. Tuy nhiên, công suất
này mới chỉ chiếm tỷ lệ 13% so với tổng lượng nước thải. Đồng nghĩa với việc
có trên 80% lượng nước thải tương ứng với hơn 800.000 m3/ ngày đêm đang thải
ra ngoài môi trường trực tiếp lên các ao hồ, kênh mương , sông ngòi gây ảnh
hưởng lớn đến hiện trang chất lượng nước ở nguồn tiếp nhận [1].
Từ thực tế nêu trên, việc “thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạtcho khu
dân cư” trước khi đưa ra ngoài môi trường là hết sức cần thiết, nhằm mục tiêu
bảo vệ sức khoẻ của mọi người, bảo vệ nguồn nước góp phần bảo vệ môi trường lâu dài.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT VÀ GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÍ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
1.1 Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt
Khái niệm nước thải sinh hoạt: Nước thải được định nghĩa là nước đã qua
sử dụng vào các mục đích như: sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu, thủy lợi, chế biến
công nghiệp, chăn nuôi, các xí nghiệp… và không có khả năng sử dụng trực tiếp
cho các hoạt động của con người [2].
Nước thải sinh hoạt được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra nó:
+ Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư
+ Nước thải sinh hoạt từ các khu công nghiệp
+ Nước thải sinh hoạt từ các khu chung cư, khu đô thị
+ Nước thải từ nước mưa chảy tràn
Nước thải từ chung cư được phát sinh từ những nguồn:
+Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh (nước đen).
+Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh họat: cặn bã từ nhà bếp, các
chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà (nước xám) [2].
Dưới đây là một số thống kê vè tải trọng trung bình chất thải một ngày một người.
Bảng 1: Tải trọng chất thải trung bình một ngày tính theo đầu người [1] Các chất Tổng chất thải Chất thải hữu cơ Chất thải vô cơ g/người.ngày g/người.ngày g/người.ngày Tổng lượng chất 190 110 80 thải Các chất tan 100 50 50 Các chất không 90 60 30 tan Chất lắng 60 40 20 Chất không lắng 30 20 10
Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt của cụm dân cư chủ yếu phát sinh từ
các hoạt động sinh hoạt hằng ngày như tắm giặt, nấu nướng, vệ sinh,.. của người
dân. Nước thải từ các khu hoạt động công cộng, khu vui chơi tập thể, quán ăn
nhà hàng nhỏ trong khu vực. Phạm vi của cụm dân cư giới hạn trong thôn, xóm,
bản, làng, tổ dân phố hoặc đơn vị dân cư tương đương. Đặc điểm của loại nước
thải này có các yếu tố ô nhiễm cơ bản như chất hữu cơ, dinh dưỡng, dầu mỡ, các
chất hoạt động bề mặt, các chất rắn lơ lửng, các loại sinh vật gây bệnh như tả, lị, thương hàn,…
Thành phần, lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt tùy
thuộc vào đơn vị phát thải. Tuy nhiên về cơ bản nước thải sinh hoạt có các đặc trưng như sau:
Nước thải có màu đen hoặc nâu, có mùi đa dạng, nước càng đục chứng tỏ
càng ô nhiễm. Chiếm trên 52% là chất hữu cơ, 48% là chất vô cơ. Các vi sinh vật
gây bệnh như virus, vi khuẩn, một phần vi khuẩn không hại. Hàm lượng các chất
dinh dưỡng như BOD, Nitơ, Photpho. Các chất hữu cơ khó phân hủy. 1.2.
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt
Thành phần, lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt tùy
thuộc vào đơn vị phát thải. Tuy nhiên về cơ bản nước thải sinh hoạt có các đặc trưng như sau:
Nước thải có màu đen hoặc nâu, có mùi đa dạng, nước càng đục chứng tỏ
càng ô nhiễm. Chiếm trên 52% là chất hữu cơ, 48% là chất vô cơ. Các vi sinh vật
gây bệnh như virus, vi khuẩn, một phần vi khuẩn không hại. Hàm lượng các chất
dinh dưỡng như BOD, Nitơ, Photpho. Các chất hữu cơ khó phân hủy
1.3. Tác động tiêu cực của nước thải sinh hoạt đến môi trường và sức khỏe con người
Những tác động Nước thải sinh hoạt thải ra ngoài môi trường nếu không
được xử lí hoặc xử lí không đạt quy chuẩn sẽ đến môi trường và sức khỏe con người:
- Các chất dinh dưỡng: Các hợp chất của nito, phốt pho có thể gây
ra hiện tượng phú dưỡng kéo theo sự phát triển của tảo tại các
vùng tiếp nhận nước thải. Các loài tảo sẽ phát triển nhanh khi mà
lưu lượng nước trao đổi giảm xuống và khả năng tự làm sạch của
dòng sông sẽ bị giảm đi [9].
- Chất hữu cơ: các chất hữu cơ có trong nước thải chủ yếu là gluxit.
Đây là hợp chất dễ bị vi sinh vật phân hủy. Do đó, sẽ gây nghiêm
trọng đến tài nguyên thủy sinh trong nước. Khi oxi trong nước bị
cạn kẹt, những loài sinh vật trong nước sẽ giảm.
Vi sinh vật: sự có mặt một số lượng lớn các loài vi khuẩn coli và một số
loại vi khuẩn đường ruột gây bệnh khác trong nước có thể xâm nhập vào
các nguồn thức ăn như rau, củ, quả khi được tưới hoặc rửa nước bị ô
nhiễm, từ đó xâm nhập vào cơ thể con người và gây một số bệnh nguy
hiểm như tiêu chảy, dịch tả [5]. 1.3.
Các thông số đặc trưng.
Giá trị đầu vào tính toán
Tại Việt Nam nước thải sinh hoạt có lưu lượng phát sinh lớn ở cả khu vực
đô thị và nông thôn. Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh ước tính bằng 80 -100%
lượng nước cấp, bên cạnh đó lượng nước thải sinh hoạt còn phụ thuộc vào đời
sống, đặc điểm khu dân cư, điều kiện trang thiết bị vệ sinh, khí hậu, tập quán sinh
hoạt. Ở nước ta hiện nay tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt khu vực đô thị loại I
khoảng 165 – 200 l/người.ngày (nội đô) và 120 – 150 l/người.ngày (ngoại vi). Ở
hầu hết các đô thị, điển hình như tại Hà Nội, lưu lượng nước thải sinh hoạt phát
sinh chiếm đến 67,6% tổng lượng nước thải[8]. Lưu lượng nước thải sinh hoạt có
sự biến động lớn theo thời gian. Do việc sử dụng nước không đồng theo thời gian
trong ngày. Nhu cầu sử dụng nước có lúc cao điểm phần lớn và vào buổi sáng và
buổi tối nên lưu lượng phát sinh ra lớn.
Theo tìm hiểu và tổng hợp ta đã thu được số liệu về các thông số đầu vào
của nước thải sinh hoạt tại 1 số trạm xử lý. Từ các giá trị thông số đầu vào này,
bằng phương pháp trung bình cộng ta xác định được thông số đặc trưng của nước
thải sinh hoạt. Sau đó thực hiện đối chiếu với quy chuẩn quốc gia về nước thải
sinh hoạt, tìm ra các thông số ô nhiễm vượt chuẩn cần xử lý. Từ đó ta sẽ tìm ra
được phương hướng công nghệ để tính toán áp dụng xử lý nước thải sinh hoạt
với các thông số đặc trưng như sau:
Từ bảng trên cho thấy nước thải sinh hoạt của các khu dân cư có nhiều chỉ tiêu
vượt QCVN 14:2008/BTNMT cột B như TSS (300 mg/l), BOD5(200 mg/l).
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng chất hữu cơ và hàm lượng cặn lơ
lủng lớn ửng lớn (hàm lượng chất hữu cơ chiếm 55% - 65% tổng lượng chất ô
nhiễm), giàu Nitơ và Photpho, chứa nhiều vi sinh vật, trong đó có cả những vi
sinh vật và ký sinh trùng gây bệnh. Mặt khác trong nước thải có nhiều vi khuẩn
hoại sinh góp phần phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường nước.
Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt bao gồm: protein (20 - 30%);
hydrat cacbon (30 - 40%) gồm tinh bột, đường, xenlulo; và các chất béo (5 -
10%). Có khoảng 20 - 40% chất hữu cơ khó hoặc chậm phân hủy sinh học. Nồng
độ của chất hữu cơ trong nước thải dao động trong khoảng 150 - 450 mg/l [5].
Nước thải sinh hoạt giàu các thành phần chất hữu cơ dễ chuyển hóa sinh học, đây
cũng là môi trường tốt cho các vi sinh vật gây bệnh phát triển. Trong nước thải
sinh hoạt tổng số Coliform từ 106 – 109 MPN/100ml, Fecal Coliform từ 104 –
107 MPN/100mlQuy chuẩn đối chiếu nước thả đầu ra 1.4.
Giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải
Một công trình Xử lý nước thải phải được xem =1q`\xét trên cả 3 chỉ tiêu (3E): Kỹ thuật (Engineering) Kinh tế (Economics)
Môi trường (Environment)
Các tiêu chí để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải đã được quy định cụ
thể tại Điều 16 Nghị định 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải.
Theo đó các tiêu chí để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải bao gồm [6]:
Hiệu quả xử lý của công nghệ: Đảm bảo mức độ cần thiết làm sạch nước
thải, có tính đến khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận.
Tiết kiệm đất xây dựng.
Quản lý, vận hành và bảo dưỡng phù hợp với năng lực trình độ quản lý,
vận hành của địa phương.
Chi phí đầu tư hợp lý trong đó tính đến cả sự phụ thuộc vào công nghệ nhập khẩu.
Phù hợp với đặc điểm điều kiện khí hậu, địa hình, địa chất thủy văn của
khu vực và khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận.
An toàn và thân thiện với môi trường
Có khả năng mở rộng về công suất hay cải thiện hiệu quả xử lý trong tương lai.
Đảm bảo hoạt động ổn định khi có sự thay đổi bất thường về chất lượng
nước đầu vào, thời tiết và biến đổi khí hậu.
Mức độ phát sinh và xử lý bùn cặn.
Tiết kiệm năng lượng, có khả năng tái sử dụng nước thải, bùn thải sau xử lý. 1.4.1. Công nghệ AO 2
Hình 11. Sơ đồ công nghệ AO khu đô thị Vinhoms Oceanpark
Công nghệ AO là quá trình xử lí vận hành liên tục sử dụng các hệ
vi sinh vật hô hấp tùy tiện và hiếu khí dưới dạng bùn hoạt tính để phân
hủy các chất ô nhiễm trong nước thải. Với công nghệ AO bộ phận xử lí
sinh học của hệ thống sẽ bao gồm 2 bể: bể sinh học thiếu khí (Anoxic) -
Bể sinh học hiếu khí (Oxic). Công nghệ AO được áp dụng phổ biến trong
thực tế các công trình trước đây, bể thiếu khí được đặt trước bể hiếu khí và
có dòng tuần hoàn nội bộ từ bể hiếu khí về bể thiếu khí, mục đích chính là
để tuần hoàn nitrat sinh ra sau quá trình nitrat hóa trong bể hiếu khí về bể
hiếu khí để thực hiện phản ứng khử nitrat [7].
1.4.2. Công nghệ MBBR (hiếu khí )
Hình 12. Sơ đồ công nghệ MBBR Nhà máy xử lí nước thải Tân Hòa,
Bà Rịa-Vũng Tàu
Công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là quá trình xử lí nước
thải trong đó sử dụng các vật liệu làm giá thể cho vi sinh vật 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 có ưu thế của quá trình bùn hoạt tính và màng lọc sinh
học khi sử dụng đệm nối chuyển động tự do để đạt được diện tích bề mặt màng
sinh học mong muốn. Nồng độ sinh khối trong MBBR dễ dàng tăng lên bởi sự hỗ
trợ của vật liệu làm giá thể sinh học. Hệ thống này có thể chịu được nồng độ sinh
khối cao, thời gian lắng nhanh hơn. Quá trình hình thành màng sinh học và bong
tróc khi đạt độ đầy nhất định xảy ra đồng thời, được coi là quá trình tự làm mới
liên tục. Điểm ưu thế của công nghệ MBBR là không cần quá trình tuần hoàn bùn
tạo, có khả năng hoạt động tốt trong điều kiện lưu lượng thải, tải lượng ô nhiễm
cao, diện tích hệ thống xử lí nhỏ hơn so với các công nghệ truyền thống khác, hiệu
suất xử lí cao, loại bỏ được cả N và P trong nước thải. Một số loại giá thể thường
được sử dụng là: Hel –X Chip, K3, hạt lọc Kaldnes, hạt lọc Kaldnes micro,... Mỗi
loại giá thể có một tỷ trọng riêng tùy thuộc vào thiết kế và đều nhỏ hơn tỷ trọng của nước.
Hình 13. Giá thể MBBR 1.4.3. Công nghệ MBR
Xử lý nước thải bằng công nghệ MBR, công nghệ sử dụng màng lọc trong xử lý nước thải
Hình 14. Sơ đồ công nghệ MBR ở bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội
Bể điều hòa lưu lượng (Flow Equalization tank) Hệ thống xử lý nước thải
theo công nghệ MBR cơ bản được vận hành ở chế độ thông lượng không đổi
(Thông lượng là hằng số). Bể điều hòa được lắp đặt để ngăn cản bớt sự dao động
của dòng chảy. Kích thước của bể điều hòa lưu lượng cơ bản dựa trên tốc độ
dòng chảy của nước thải thô là chính, đồng thời cũng dựa vào sự dao động của
dòng chảy và công suất xử lý của thiết bị màng.
Bể sinh học Aerotank: Trong ngăn đệm hiếu khí, quá trình oxy hoá hoàn
toàn được thực hiện để khử triệt để COD, BOD và P. Màng lọc MBR được tái tạo khá ổn định.
Bể màng (Membrane Tank): Màng MBR được lắp đặt thành module với
kích thước lỗ lọc là 0,04 – 0.4 µmm. Tại bể lọc màng diễn ra quá trình phân tách
giữa nước sạch và hỗn hợp bùn hoạt tính, các chất rắn lơ lững và vi khuẩn gây
bệnh. Phần nước sạch bên trong lõi di chuyển đến các ống dẫn để được bơm hút
qua hệ thống hóa lý phía sau để loại bỏ triệt để photpho và các cặn nhỏ còn lịa
trong nước thải. Cuối cùng sẽ được xả thải ra mạng lưới thoát nước của khu vực. 1.4.4. Công nghệ SBR
Hình 15. Sơ đồ công nghệ SBR ở khu đô thị Eco Park
SBR (Sequencing batch reactor): công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt
bằng công nghệ phản ứng sinh học theo mẻ, với quá trình xử lý sinh học và lắng
sinh học được điễn ra trong cùng một bể. Bể SBR sẽ được sục khí tạo điều kiện
cho quá trình xử lý hiếu khí diễn ra.
Hình 1 6. Các quá trình trong công nghệ SBR
Chu trình xử lý nước thải bằng công nghệ SBR bao gồm 5 quá trình: quá
trình làm đầy, quá trình phản ứng, quá trình lắng, quá trình gạn nước và quá trình nghỉ:
i) Làm đầy: nước thải được nằm vào bể phản ứng mang theo nguồn thức
ăn cho các vi sinh vật trong bùn hoạt tính tạo môi trường cho các phản ứng sinh
hóa xảy ra trong giai đoạn này quá trình khuấy trộn và sục khí có thể được thay
đổi tạo nên 3 trường hợp khác nhau: ii) Phản ứng
+ giai đoạn này là giai đoạn chính xảy ra các phản ứng sinh hóa giúp loại
bỏ hoặc làm giảm thiểu các chất hữu cơ ô nhiễm trong nước thải. Vì không có sự
bổ sung nước thải trong khi quá trình khuấy trộn và sục khí vẫn diễn ra điều này,
làm cho tỷ lệ loại bỏ chất hữu cơ tăng lên đáng kể. BOD được loại bỏ chính trong
giai đoạn này. Bên cạnh đó quá trình nitrat hóa vẫn được tiếp diễn phần lớn quá
trình khử nitơ diễn ra giai đoạn làm đầy. iii) Lắng
+ trong suốt giai đoạn này, bùn hoạt tính được lắng trong điều kiện không
khuấy trộn và sục khí bùn hoạt tính có xu hướng kết thành bông bùn và lắng
xuống hình thành phân lớp rõ rệt.
iv) Gạn nước thải sau xử lí:
+ Sau giai đoạn lắng trong bể phản ứng chia thành 2 pha: pha bùn hoạt
tính ở phía dưới và pha nước trong ở phía trên lượng nước trong ở phía trên được
tách ra khỏi bể phản ứng nhờ hệ thống phao và van xả tự động. v) Giai đoạn nghỉ:
+ Giai đoạn này ở giữa giai đoạn gạn nước và làm đầy. Trong giai đoạn
này một lượng bùn ở đáy bể phản ứng được loại bỏ ra ngoài theo van xả bùn dư .
Quá trình này được gọi là quá trình thải bùn dư việc loại bỏ bùn dư trong hệ
thống SBR giúp cho hàm lượng bùn hoạt tính trong bể phản ứng luôn duy trì ổn
định ở giá trị thiết kế ban đầu, phù hợp với đặc điểm nước thải và mục tiêu xử lý.
1.4.5. So sánh các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay STT Mô hình Ưu điểm Nhược điểm công nghệ 1
Công nghệ - Với hệ thống Axonic có thể xử lý nito, - Chất lượng nước đầu ra xử lý AO photpho hiệu quả
phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Với xử lý thiếu khí anoxic nên có khả Hiệu quả xử lý vi sinh, khả
năng xử lý Ni tơ và phốt pho rất hiệu năng lắng của bùn, nhiệt độ,
quả, phù hợp với nước thải có độ ô pH, tải trọng đầu vào,… nhiễm cao;
- Diện tích xây dựng lớn.
- Công nghệ AO có khả năng chịu - Phải duy trì được tải trong
được tải tại chất hữu cơ cao; lựng bùn đầu vào.
- Xử lý triệt để các chất ô nhiễm có - Bắt buộc phải khử trùng
trong nước thải như: COD, BOD, Ni tơ, nước đầu ra. Phốt pho..
- Công nghệ AO giúp giảm các chất
hữu cơ cũng như các chất dinh dưỡng dư thừa.
- Sử dụng công nghệ kị khí ở giai đoạn
đầu sẽ giúp tiết kiệm năng lượng cho
toàn bộ hệ thống cũng như có khả năng sử lý được COD cao.
- Chi phí đầu tư xây dựng hệ thống AO tương đối thấp.
- Lượng bùn thải phát sinh ít hơn so
với sử dụng phương pháp kị khí;
- Chất lượng nước có thể đạt chuẩn A theo thiết kế;
- Tiêu thụ ít năng lượng 2
Công nghệ - Hệ vi sinh bền. - Công nghệ MBBR cần
xử lý nước - Mật độ vi sinh cao.
phải có các công trình lắng, thải MBBR
- Chủng vi sinh đặc trưng. lọc phía sau MBBR.
- Tiết kiệm năng lượng.
- Chất lượng bám sinh của vi
- Kích thước nhỏ, dễ vận hành, dễ dàng sinh vật sẽ phụ thuộc vào nâng cấp.
chất lượng của giá thể
- Tải trọng cao, biến động ô nhiễm lớn. MBBR.
Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%.
- Giá thể vi sinh MBBR rất
- Dễ kiểm soát hệ thống.
dễ vỡ sau một thời gian sử
- Tiết kiệm diện tích: giảm 30 40% thể dụng
tích bể so với công nghệ bùn hoạt tính
lơ lửng và có thể kết hợp với nhiều công nghệ xử lý khác. 3
Công nghệ - Đáp ứng được quy chuẩn khắt khe về - Phải vệ sinh màng thường xử lý MBR đầu ra. xuyên.
- Với kích thước lỗ màng là 0,03 µm có - Chi phí đầu tư ban đầu khi
thể tách các chất rắn lơ lững, hạt keo, vi mua màng MBR là khá cao.
khuẩn, một số virus và các phân tử hữu - Không xử lý được nước có cơ kích thước lớn.
độ màu cao, nhiều hóa chất.
- Chất lượng nước đầu ra luôn ổn định - Mất khoản phí mua hoá
- Màng rất chắc, sẽ không bị đứt do tác chất để để vệ sinh màng
động bởi dòng khí xáo trộn mạnh trong MBR. bể sục khí.
- Công nghệ chỉ phù hợp với
- Tiết kiệm chi phí do không cần dùng các công trình có công suất
bể lắng, bể lọc, bể khử trùng nước thải nhỏ hơn
- Bảo trì thuận thiện do các màng lọc 50m3/ngày.đêm được lắp song song - Vận hành dễ dàng 4
Công nghệ - Không cần tuần hoàn bùn hoạt tính. - Yêu cầu phải có những hệ xử lý SBR
Hai quá trình phản ứng và lắng đều diễn thống vận hành tinh vi và
ra ở ngay trong một bể, bùn hoạt tính tiên tiến nhất.
không hao hụt ở giai đoạn phản ứng và - Đối với việc bảo dưỡng và
không phải tuần hoàn bùn hoạt tính từ bảo trì rất khó khăn và phức
bể lắng để giữ nồng độ.
tạp. - Công suất xử lý thấp
- Kết cấu đơn giản và bền hơn.
(do hoạt động theo mẻ).
- Vận hành hệ thống tự động nên hoạt - Hệ thống rất hay bị tắc
động dễ dàng, đòi hỏi ít sức người - Dễ nghẽn do bùn.
dàng tích hợp quá trình nitrat/khử nitơ - Những trường hợp bể phụ
cũng như loại bỏ phosphor.
trợ phía sau chịu nhiều sốc
- Các pha thay đổi luân phiên nhưng tải, thì khi thiết kế bể SBR
không mất khả năng khử chất hữu cơ.
cần phải có điều hòa để phụ
- Giảm chi phí xây dựng bể lắng, hệ trợ.
thống đường ống dẫn truyền và bơm.
- Dễ dàng kiểm soát sự cố, có thể linh
hoạt trong quá trình hoạt động.
- Lắp đặt đơn giản và có thể dễ dàng mở rộng nâng cấp.
- Quá trình kết bông tốt do không có hệ thống gạt bùn cơ khí. Bể AO MBBR MBR SBR Kỹ thuật x(hiệu quả v v v xử lý N,P thấp) Kinh tế v x (Chi phí x (Chi phí v mua giá thể mua màng cao) cao) Môi trường v v v v
1.5. Lựa chọn công nghệ xử lí nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt được thải ra từ khu dân cư chủ yếu là nước thải từ nhà
vệ sinh và nước thải từ nhà bếp, tắm, giặt, nước lau sàn được thu gom vào hệ
thống thu gom nước riêng của chung cư, nên nước thải có đặc điểm có hàm
lượng chất hữu cơ, tổng N, tổng P, cao.
Các thông số ô nhiễm vượt tiêu chuẩn thải cần phải xử lý là TSS, COD,
BOD5 , nitơ, photpho, coliform. Nồng độ ô nhiễm hữu cơ không quá cao, tỷ lệ
BOD5/COD = 0,6 > 0,5, thích hợp để xử lý bằng phương pháp sinh học hiếu khí.
Dựa vào chất lượng nước đầu vào cung cấp cho hệ thống xử lý nước thải
thì tỉ lệ dinh dượng hiện tại là: BOD:N:P = 100:45:8. Như vậy thì lượng Nitơ và
Phospho trong hệ thống đang dư rất cao, cần lựa chọn phương án xử lý có hiệu
quả cao với các thành phần dinh dưỡng. Tuy nhiên, giá trị dinh dưỡng chỉ xét đến
đối với các công trình sinh học. Trong hệ thống xử lý nước thải còn các công
trình xử lý sơ bộ và BOD5 sẽ giảm sau khi qua các công trình này. Vì vậy sau
khi đề xuất hiệu xuất xử lý của các công trình cơ học thì mới có thể xác định
được tỉ lệ chất dinh dưỡng đưa vào các công trình sinh học hiếu khí, khi đó mới
quyết định có bổ sung chất dinh dưỡng hay không. Lượng TSS đầu vào hệ thống
không lớn nên sử dụng hệ thống song chắn rác thủ công. Cần phải xử lý NH + 4 -N
nên công trình sinh học cần khử được NH + 4 -N.
Xử lý coliform bằng bể khử trùng bằng hóa chất Clo.
Dựa trên các yêu cầu và điều kiện đã phân tích ở trên, có thể lựa chọn
phương án xử lý sinh học chính sử dụng bể SBR. SBR là một công nghệ xử lý
nước thải mà các quá trình diễn ra sắp xếp theo một trình tự thời gian chứ không
phải theo một trình tự không gian như các công nghệ xử lý bùn hoạt tính thông
thường. Có thể thấy rằng, SBR là một biến thể của quá trình xử lý bằng bùn hoạt
tính khác với các công nghệ xử lý hiếu khí khác là quá trình xử lý trong công
nghệ SBR diễn ra trong một bể đơn nhất. Bể SBR có khả năng xử lý nước thải có
nồng độ cao, xử lý chất hữu cơ triệt để, quá trình sử dụng ít tốn năng lượng dễ
dàng kiểm soát các sự cố xảy ra, xử lý với lưu lượng thấp, ít tốn diện tích phù
hợp trong những khu vực hạn chế về không gian như các chung cư tòa nhà. Vậy,
đề xuất công nghệ xử lí tương tự như hình 1.5. pH của nước thải nằm trong quy
chuẩn và nằm trong khoảng tối ưu để vi sinh vật hiếu khí phát triển nên tỏng
công nghệ không cần bể trung hòa. Hàm lượng TSS không quá cao, thay bể lắng
lamella bằng bể lắng đứng để tiết kiệm diện tích mặt bằng và chi phí xây dựng bể.
Thuyết minh công nghệ
Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư đi qua hệ thống thoát nước thu gom
của chung cư đến hệ thống xử lí. Trước khi nước thải đi vào các công trình xử lí
nước thải được dẫn qua song chắn rác thủ công. Song chắn rác có tác dụng giữ
lại các tạp chất thô, giảm nguy cơ tắc bơm,... Các rác thải bị giữ lại trên song
chắn rác cần được loại bỏ định kỳ theo ngày được vận chuyển tới khu xử lý chất thải rắn.
Nước thải từ khâu xử lý được đưa vào hố thu gom. Hố thu gom đóng vai
trò là nơi tập trung nước thải.
Nước thải từ hố thu gom được chứa tại bể điều hòa. Tại bể điều hòa có
nhiệm vụ lưu nước trong bể, nhằm điều hòa ổn đinh lưu lượng và nồng độ chất ô
nhiêm , tránh hiện tượng sốc tải cho các phần xử lý phía sau, tạo điều kiện cho
các công trình phía sau hoạt động hiệu quả. Để đảm bảo khuấy trộn và điều chỉnh
nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ thể tích bể và ngăn cản quá trình lắng cặn
trong bể cũng như ngăn chặn quá trình lên men, lựa chọn bố trí hệ thống phân
phối khí bằng hệ thống sục khí chìm. Ở bể điều hòa, BOD , 5 TSS giảm một phần khoảng
Nước thải sau đó được bơm đến bể lắng đứng . Ở đây, các tạp chất lơ lửng
được loại bỏ. bể lắng đứng còn có vai trò làm giảm sự ảnh hưởng của các hạt rắn
lơ lửng trong nước thải đến các quá trình xử lí sinh học phía sau. Sự lắng của các
hạt dưới tác dụng của trọng lực.
Nước thải từ bể lắng đứng được bơm sang bể SBR. Bể SBR hoạt động
theo một chu kỳ tuần hoàn với 5 quá trình: quá trình làm đầy, quá trình phản ứng
quá trình lắng, quá trình gạn nước và quá trình nghỉ. Trong quá trình xử lý, hệ
thống được tự động điều chỉnh để nước thải đầu vào trải qua các điều kiện hiếu
khí ,kị khí, thiếu khí giúp loại bỏ các chất hữu cơ gây ô nhiễm có mặt trong nước
thải gồm các quá trình nitrat hóa, khử nitơ và xử lý photpho.
Nước thải sau khi xử lý ở bể SBR được dẫn sang bể khử trùng với nhiều
ngăn zic zắc nhằm xáo trộn dòng chảy, tăng khả năng tiếp xúc của nước thải với
Clo. Clo là có tính oxi hóa mạnh sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và
gây phản ứng với men bên trong của tế bào vi sinh vật làm phá hoại quá trình
trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt. Sau khi đi qua bể khử trùng thì nước
thải được kiểm tra và nếu đạt theo tiêu chuẩn đề ra sẽ được thải ra nguồn tiếp
nhận. Ở bể khử trùng, coliform được loại bỏ đến
Bùn được thải ra từ bể lắng đứng và bể SBR được đưa đến khu vực xử lí
bùn. Khu vực xử lí bùn gồm :
Bể chứa bùn: chứa bùn dư từ bể SBR và bể lắng đứng. Bể chứa bùn đóng vai
trò như ngăn tiếp nhận, ổn định lưu lượng bùn trước khi bùn được bơm lên bể nén bùn.
Bể nén bùn: Bùn từ bể chứa bùn được bơm và làm giảm thể tích tại bể
nén bùn. Dung dịch bùn cặn được đi vào ống trung tâm đặt ở tâm bể và dưới tác
dụng trọng lực thì bùn cặn sẽ được lắng xuống dưới đáy sẽ được bộ gạt cặn dưới
đáy trung tâm gạt bùn xuống đáy bể, tại đây bơm bùn vào máy ép bùn. Nước
sạch sẽ được thu bằng máng vòng quanh bể và được đưa trở lại hệ thống xử lý.