TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA KỸ THUÂÂT MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Môn học GVHD SVTH : : : Xử lý chất thải rắn GS TS Nguyễn Thị Kim Thái Trần Hải Dương Hà nội - 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA KỸ THUÂÂT MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN Hà nội - 2014 Lời nói đầu Bảo vệ môi trường vấn đề thiết toàn cầu nước phát triển Nước ta đường hội nhập với giới nên việc quan tâm đến môi trường điều tất yếu.Vấn đề bảo vệ sức khỏe cho người, bảo vệ mơi trường sống bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm Đảng, nhà nước, tổ chức người dân quan tâm Đây vấn đề không thuộc cá nhân mà cịn tồn xã hội Để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiên nhiên, bảo vệ cho tương lai cần có nhiều biện pháp khác Trong biện pháp xử lý nguồn nước thải trước xả mơi trường tự nhiên biện pháp tích cực gần bắt buộc với hầu hết tổ chức công tác bảo vệ môi trường Với phát triển công nghiệp đô thị hóa nhanh chóng Việt Nam nói riêng tồn cầu nói chung, nhu cầu xử lý chất thải lỏng trở nên thiết Chúng ta thấy có nhiều nơi khan nước nhiều nguồn nước bị ô nhiễm gây bao tai họa, bệnh dịch chết người, phá hủy sinh thái ảnh hưởng nặng nề tới kinh tế Chính việc nghiên cứu, tìm hiểu nguồn gốc, thành phần chất thải lỏng qua đưa biện pháp xử lý phù hợp vô quan trọng Trong trình thực tiểu luận em nhận giúp đỡ tận tình thầy giáo môn Công nghệ quản lý môi trường – Viện Khoa học Kỹ thuật môi trường, đặc biệt giảng viên hướng dẫn trực tiếp PGS TS Lều Thọ Bách Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô giáo giúp đỡ em hoàn thành tiểu luận Với khả chuyên mơn, kinh nghiệm thực tế thời gian cịn nhiều hạn chế nên tiểu luận không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, góp ý q thầy giáo bạn Hà nội, ngày 13 tháng 10 năm 2014 Sinh viên Trần Hải Dương PHẦN NGUỒN GỐC, THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA CÁC DẠNG NƯỚC THẢI 1.1 Nước thải sinh hoạt 1.1.1 Nguồn gốc: Nước thải sinh hoạt nước dùng cho mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, khu dân cư, cơng trình cơng cộng, sở dịch vụ, Như vậy, nước thải sinh hoạt hình thành trình sinh hoạt người Một số hoạt động dịch vụ công cộng bệnh viện, trường học, bếp ăn, tạo loại nước thải có thành phần tính chất tương tự nước thải sinh hoạt Lượng nước thải sinh hoạt sở dịch vụ, cơng trình cơng cộng phụ thuộc vào loại cơng trình, chức năng, số lượng người Lượng nước thải từ sở thương mại dịch vụ chọn từ 15- 25% tổng lượng nước thải toàn thành phố Nước thải sinh hoạt có thành phần giống đô thị khác hàm lượng, phương pháp xử lý giống xử lý sinh học ưu tiên lựa chọn Lưu lượng nước thải không điều hòa, phụ thuộc vào thời điểm ngày (Vd: lượng người khu đô thị, ) Số lượng người đơng chế độ thải điều hịa 1.1.2 Thành phần: 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,… Nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt khu dân cư nêu bảng sau: Chỉ tiêu Tổng chất rắn (TS), mg/l - Chất rắn hòa tan (TDS), mg/l - Chất rắn lơ lửng (ss), mg/l BOD5, mg/l Tổng Nitơ, mg/l - Nitơ hữu cơ, mg/l - Nitơ Amoni, mg/l - Nitơ Nitrit, mg/l - Nitơ Nitrat, mg/l Clorua, mg/l Độ kiềm, mgCaCO3/l Tổng chất béo, mg/l Tổng Phốt pho, mg/l Trong khoảng Trung bình 350-1200 720 250-850 500 100-350 220 110-400 20-85 8-35 12-50 0-0,1 0,1-0,4 30-100 50-200 50-150 220 40 15 25 0,05 0,2 50 100 100 1.1.3 Tính chất: Đặc trưng nước thải sinh hoạt hàm lượng chất hữu lớn (từ 55 đến 65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, có vi sinh vật gây bệnh Đồng thời nước thải cịn có nhiều vi khuẩn phân hủy chất hữu cần thiết cho trình chuyển hóa chất bẩn nước Nước thải sinh hoạt giàu chất hữu chất dinh dưỡng, nguồn để loại vi khuẩn gây bệnh phát triển Trong nước thải đô thị tổng số coliform từ 106 đến 109 MPN/100ml, fecal coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml Như nước thải sinh hoạt đô thị, khu dân cư sở dịch vụ, cơng trình cơng cộng có khối lượng, hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh nguồn gây nhiễm môi trường nước 1.2 Nước thải công nghiệp 1.2.1 Nguồn gốc: Nước thải công nghiệp tạo nên sau sử dụng q trình cơng nghệ sản xuất xí nghiệp cơng nghiệp Đặc tính ô nhiễm nồng độ nước thải công nghiệp khác phụ thuộc vào loại hình cơng nghiệp chế độ công nghệ lựa chọn Loại nước thải bị nhiễm tạp chất có nguồn gốc hữu vơ Trong thành phần chúng chứa dạng vi sinh vật (đặc biệt nước thải nhà máy giết mổ, nhà máy sữa, bia, dược phẩm…), chất có ích chất độc hại Nước thải sản xuất từ: - Trạm lạnh công nghiệp, làm lạnh thiết bị máy móc sản xuất - Các trạm xử lý cục nước thải xí nghiệp cơng nghiệp - Nước thải sản xuất chưa qua xử lý cục bộ… Nhu cầu cấp nước lượng nước thải sản xuất phụ thuộc vào: loại hình, cơng nghệ sản xuất, loại thành phần nguyên vật liệu, công suất nhà máy, Công nghệ sản xuất ảnh lớn đến lượng nước tiêu thụ, lượng nước thải tạo thành, chế độ xả thải thành phần tính chất nước thải Áp dụng công nghệ tiên tiến trang thiết bị đại, lượng nước sử dụng giảm nhiều 1.2.2 Thành phần: Thành phần nước thải sản xuất đa dạng phức tạp Đa số nước thải sản xuất chứa hỗn hợp chất bẩn Lượng chất bẩn nước thải xí nghiệp cơng nghiệp nên tính tương đương với nước thải sinh hoạt sau: - Chất thải theo BOD nước thải sản xuất giấy tương đương với chất thải 100÷300 người dân xả vào hệ thống thoát nước ngày - Chất thải theo BOD nước thải sản xuất 45kg sợi nhuộm tương đương với chất thải 100 người dân xả vào hệ thống thoát nước ngày - Chất thải theo BOD nước thải sản xuất 1000 lít bia tương đương với chất thải 200 – 1000 người dân xả vào hệ thống thoát nước ngày 1.2.3 Tính chất: Nước thải chứa nhiều chất độc hại, số chứa kim loại nặng: Cr, Ni, … nước thải lò giết mổ, chế biến thuốc phòng dịch gây nguy hiểm mặt vệ sinh, bệnh dịch PHẦN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC THẢI NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM CẦN XỬ LÝ 2.1 Lưu lượng nước thải tính tốn 2.1.1 Nước thải sinh hoạt Nxq0 Q SH = 1000 (m3/ngđ) Trong đó:  N: Số dân thành phố (người)  qo: Tiêu chuẩn thải nước thành phố (l/ng.ngđ) 2.1.2 Nước thải sản xuất: Q SX = q0 xM (m3/ngđ) Trong đó:  qo: tiêu chuẩn thải nước đơn vị sản phẩm đơn vị sản xuất  M: Số đơn vị sản phẩm số đơn vị sản xuất đơn vị thời gian 2.1.3 Lưu lượng nước thải toàn thành phố: Q = Q SH + Q SX (m3/ngđ) 2.2 Xác định dân số tính tốn: N tt = N th + N tđ Trong đó:  Ntđ xác định: + Theo chất lơ lửng: N tđ , ss = g ss xM a ss (người) + Theo BOD5: N tđ , BOD = g BOD xM a BOD (người)  M: Số lượng sản phẩm công nghiệp ngày  gss, gBOD: Tiêu chuẩn chất lơ lửng BOD đơn vị sản xuất công nghiệp  ass, aBOD: Tiêu chuẩn chất lơ lửng BOD người xả vào hệ thống thoát nước ngày 2.3 Nồng độ chất ô nhiễm cần xử lý CSH theo BOD theo hàm lượng chất lơ lửng tính theo cơng thức: C SH = a1 x1000 q (mg/l g/m3) Trong đó:  a: Tiêu chuẩn tải lượng đơn vị (g/ng.ngđ)  q: Tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ) Nồng độ chất bẩn hỗn hợp nhiều loại nước thải: C hh = C SH xQSH + CCN xQCN QSH + QCN (mg/l g/m3) PHẦN CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ BẢN CHẤT CỦA CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI LỎNG 3.1 Phương pháp học Nước thải công nghiệp nước thải sinh hoạt thường chứa chất tan không tan dạng hạt lơ lửng Các tạp chất lơ lửng dạng rắn lỏng, chúng tạo với nước thành hệ huyền phù Để tách rời hạt lơ lửng khỏi nước thải, thường người ta sử dụng trình thủy (gián đoạn liên tục): lọc qua song chắn lưới, lắng tác dụng lực trọng trường ly tâm lọc Việc lựa chọn phương pháp xử lý tùy thuộc vào kích thước hạt, tính chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải mức độ làm cần thiết Mục đích phương pháp học tách chất phân tán thô (d>0,01mm) đảm bảo cho cơng trình xử lý phía sau hoạt động ổn định không lắng cặn nguồn nước - Nguyên tắc: + Chắn rác + Lắng trọng lực: Lắng cát, lắng cặn, tách chất + Lọc + Tách ly tâm Lọc qua song chắn lưới chắn: Đây bước xử lý sơ bộ, mục đích q trình khử tất tạp vật gây cố trình vận hành hệ thông xử lý nước thải làm tắc bơm, đường ống kênh dẫn Đây bước quan trọng đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống Trong xử lý nước thải đô thị, thường dùng song chắn để lọc nước dùng máy nghiền nhỏ vật bị giữ lại Cịn xử lý nước thải cơng nghiệp người ta đặt thêm lưới chắn Song chắn đặt vị trí trước nước thải đưa vào cơng trình làm sạc, tạp vật thô giẻ, rác, vỏ đồ hộp, mẩu đá, gỗ vật thải khác giữ lại Song chắn đặt cố định di động, tổ hợp với máy nghiền nhỏ Thông dụng song chắn cố định Các song chắn làm kim loại, đặt cửa vào kênh dẫn, nghiêng góc 60-75 o Các song chắn có tiết diện trịn, vng hỗn hợp, thơng dụng có tiết diện hỗn hợp Để khử chất lơ lửng có kích thước nhỏ sản phẩm có giá trị, thường sử dụng lưới lọc Lưới có kích thước lỗ từ 0,5 đến 1mm Khi tang trống quay, thường với vận tốc 0,1 đến 0,5m/s, nước thải lọc qua bề mặt hay ngồi, tùy thuộc vào bố trí đường dẫn nước thải vào Các vật thải cào khỏi bề mặt lưới hệ thống cào Loại lưới lọc hay dùng hệ thống xử lý nước thải công nghiệp dệt, giấy da Quá trình lắng: sử dụng để loại tạp chất dạng huyền phù thô khỏi nước Sự lắng hạt xảy tác dụng trọng lực Để tiến hành trình người ta thường dùng loại bể lắng khác Trong công nghệ xử lý nước thải, theo chức năng, bể lắng phân thành: bể lắng cát, bể lắng cấp I, bể lắng (cấp II) Bể lắng cấp I có nhiệm vụ tách chất rắn hữu (60%) chất rắn khác, bể lắng cấp II có nhiệm vụ tách bùn sinh học khỏi nước thải Các bể lắng phải thỏa mãn yêu cầu: có hiệu suất lắng cao xả bùn dễ dàng Lọc ứng dụng để tác tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà bể lắng phân loại chúng Người ta tiến hành trình tách nhờ vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng qua giữ pha phân tán lại q trình lọc xảy tác dụng áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất chân khơng sau vách ngăn Người ta cịn tách hạt lơ lửng cách tién hành trình lắng chúng tác dụng lực ly tâm xyclon thủy lực máy ly tâm 3.2 Các phương pháp hóa học hóa lý 3.2.1 Đơng tụ keo tụ Q trình lắng tách hạt rắn huyền phù tác chất gây nhiễm bẩn dạng keo hịa tan chúng hạt rắn có kích thước q nhỏ Để tác hạt rắn cách hiệu phương pháp lắng, cần tăng kích thước chúng nhờ tác động tương hỗ hạt phân tán lieen kết thành tập hợp hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng chúng Việc khử hạt keo rắn lắng trọng lường địi hỏi trước hết cần trung hịa điện tích chúng, thứ đến liên kết chúng với Q trình trung hịa điện tích thường gọi q trình đơng tụ, cịn q trình tạo thành hạt lớn từ hạt nhỏ gọi trình keo tụ 3.2.2 Trao đổi ion Phương pháp trao đổi ion ứng dụng để làm nước nước thải khỏi kim loại Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Cd, Mn…cũng hợp chất asen, photpho, xyanua chất phóng xạ Phương pháp cho phép thu hồi chất có giá trị đạt mức độ làm cao Vì vật phương pháp ứng dụng rộng rãi để tách muối xử lý nước thải Trao đổi ion q trình ion bề mặt chất rắn trao đổi với ion có điện tích dung dịch tiếp xúc với Các chất gọi ionit, chúng khơng hịa tan nước Các chất có khả hút ion dương từ 10 + Hấp thụ khí axit nước kiềm hấp thụ amoniac nước axit… Việc lựa chọn phương pháp trung hòa tùy thuộc vào thể tích nồng độ nước thải, chế độ thải nước thải, khả sẵn có giá thành tác nhân hóa học Trong q trình trung hòa, lượng bùn cặn tạo thành Lượng bùn phụ thuộc vào nồng độ thành phần nước thải loại lượng tác nhân sử dụng cho q trình 3.2.5 Phương pháp oxy hóa khử Để làm nước thải người ta sử dụng chất oxy hóa clo dạng khí hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi natri… Trong q trình oxy hóa, chất độc hại nước thải chuyển thành chất độc tách khỏi nước Quá trình tiêu tốn lượng lớn tác nhân hóa học, q trình oxy hóa hóa học dùng trường hợp tạp chất gây nhiễm bẩn nước thải tách phương pháp khác Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan asen 3.3 Các phương sinh học Người ta sử dụng phương pháp sinh học để làm nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất khỏi nhiều chất hữu hòa tan số chất vô H 2S, sunfit, amoniac, nitơ… Phương pháp dựa sở sử dụng hoạt động vi sinh vật để phân hủy chất hữu gây nhiễm bẩn nước thải Các vi sinh vật sử dụng chất hữu số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo lượng Trong trình dinh dưỡng, chúng nhận chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản nên sinh khối chúng tăng lên Quá trình phân hủy chất hữu nhờ vi sinh vật gọi trình oxy hóa sinh hóa Như nước thải xử lý phương pháp sinh học đặc trưng tiêu BOD COD Để xử lý phương pháp này, nước thải sản xuất cần không chứa chất độc tạp chất, muối kim loại nặng nồng độ chúng không vượt nồng độ cực đại cho phép có tỷ số BOD/COD≥0,5 Người ta phân loại phương pháp sinh học dựa sở khác Song nhìn chung chia chúng thành loại sau: + Phương pháp hiếu khí phương pháp xử lý sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí Để đảm bảo hoạt động sống chúng cần cung cấp oxy liên tục trì nhiệt độ khoảng 20 đến 40oC 12 + Phương pháp yếm khí phương pháp xử dụng vi sinh vật yếm khí Trong xử lý nước thải công nghiệp, phương pháp hiếu ứng dụng rộng rãi 3.3.1 Cơng trình xử lý hiếu khí điều kiện tự nhiên Cơ sở phương pháp dựa vào khả tự làm đất nguồn nước Các cơng trình đặc trưng: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… • Cánh đồng lọc Xử lý nước thải cánh đồng lọc việc tưới nước thải lên bề mặt cánh đồng với lưu lượng tính tốn để đạt mức độ xử lý thơng qua q trình lý, hóa sinh học tự nhiên hệ đất- nước – thực vật hệ thống Xử lý nước thải cánh đồng lọc đồng thời đạt mục tiêu: + Xử lý nước thải + Tái sử dụng chất dinh dưỡng có nước để sản xuất + Nạp lại nước cho túi nước ngầm So với hệ thống nhân tạo việc xử lý nước thải cánh đồng lọc cần lượng Xử lý nước thải cánh đồng lọc cần lượng để vận chuyển tưới nước thải lên đất, xử lý nước thải biện pháp nhân tạo cần lượng để vận chuyển, khuấy trộn, sục khí, bơm hồn lưu nước thải bùn… Do sử dụng thiết bị khí, việc vận hành bảo quản hệ thống xử lý nước thải cánh đồng lọc dễ dàng tốn Tuy nhiên, việc xử lý nước thải cánh đồng lọc có hạn chế cần diện tích đất lớn, phụ thuộc vào cấu trúc đất điều kiện khí hậu • Ao hồ sinh học (ao hồ hiếu khí tự nhiên) Đây phương pháp xử lý đơn giản áp dụng từ xa xưa Phương pháp lợi dụng trình tự làm hồ, lấy oxy nhờ khuếch tán khơng khí vào lớp nước mặt ánh sáng mặt trời chiều rọi làm cho tảo phát triển thải oxy Để đảm bảo ánh sáng qua nước, chiều sâu hồ thường nhỏ 3.3.2 Công trình xử lý hiếu khí điều kiện nhân tạo 13 Là cơng trình dược cung cấp oxy nhờ thiết bị nhờ cấu tạo Các cơng trình đặc trưng bao gồm aeroten theo mẻ (SBR), mương oxy hóa, tháp lọc sinh học, đĩa sinh học… • Bể aeroten Là cơng trình bê tơng cốt thép sắt thép, hình khối chữ nhật hình trịn Nước thải chảy qua suốt chiều dài bể sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường oxy hịa tan nước, thúc đẩy trình phân hủy chất hữu vi sinh vật hiếu khí Q trình phân hủy chất hữu xảy Aeroten bao gồm giai đoạn: + Giai đoạn 1: Thức ăn dinh dưỡng nước phong phú, lượng sinh khối thời gian lại Sau thích nghi với môi trường, vi sinh vật sinh trưởng nhanh mạnh theo cấp số nhân, lượng oxy tiêu thụ tăng dần + Giai đoạn 2: sinh vật phát triển ổn định, tốc độ tiêu thụ oxy gần thay đổi giai đoạn chất hữu bị phân hủy nhiều + Giai đoạn 3: Sau thời gian dài, tốc độ oxy hóa cầm chừng, có chiều hướng giảm lại thấy tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên Đây giai đoạn nitrat hóa muốn amon Bể aeroten • Bể SBR (aeroten theo mẻ) Bể SBR hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính lơ lửng theo kiểu làm đầy xả cặn, hoạt động theo chu kỳ gián đoạn (do q trình làm thống lắng thực bể), bước xử lý chu kỳ hoạt động hệ thống sau: 1- Làm đầy, 2- Sục khí (khử BOD), 3- Lắng trong, 4- Xả nước xả cặn dư, 5- Cờ tiếp nhận nước thải Tiếp tục thực xử lý theo chu kỳ mẻ nước thải khác Pha làm đầy trạng thái: tĩnh, khuấy trộn thơng khí tùy thuộc vào đối tượng 14 cần xử lý Trạng thái tĩnh lượng đầu vào thấp có nồng độ chất cao cuối giai đoạn Trạng thái khuấy trộn có khử nitrat (khi có diện nitrat) chất lơ lửng làm giảm nhu cầu oxy lượng đầu vào, phải có điều kiện thiếu kỵ khí cho q trình loại bỏ P Trạng thái thơng khí xảy phản ứng hiếu ban đầu, làm giảm thời gian tuần hoàn giữ lại nồng độ chất mức thấp, điều quan trọng tồn thành phần, chất hữu dễ bị phân hủy với nồng độ hoạt tính cao • Mương oxy hóa Đây dạng aeroten cải tiến khuấy trộn hoàn chỉnh điều kiện hiếu khí kéo dài nước chuyển động tuần hồn mương Mương oxy hóa phân thành hai nhóm chính: liên tục gián đoạn Mương oxy hóa gián đoạn có hình vành khăn sâu từ 0,9 – 1,5m, hoạt động luân phiên: thổi khí lắng Nạp tháo nước tiến hành giai đoạn lắng q trình xử lý có dạng bậc nước thải sau xử lý có chất lượng tốt Mương oxy hóa hoạt động liên tục loại đơn giản mương oxy hóa gián đoạn nước vào liên tục, đồng thời trính lắng diễn hai mương bên hông, luân phiên Mương oxy hóa liên tục loại gọn nhiên thực tế khó bố trí trùng khớp với chu kỳ lắng mương bên hông Lắng tháo nước diễn vòng 30-40 phút Trong thời gian này, lượng nước thải mương tăng tương ứng với độ sâu ngập nước máy thổi khí tăng • Bể lọc sinh học Là thiết bị phản ứng sinh học vi sinh vật sinh trưởng cố định lớp màng bám vật liệu lọc dòng nước thải trùm lên lớp màng chất hữu 15 vi sinh vật chiết ra, sản phẩm trình trao đổi thải qua màng chất lỏng, oxy bổ sung nhờ hấp thụ từ khơng khí • Đĩa sinh học Là hệ thống gồm loạt đĩa tròn lắp trục cách khoảng nhỏ, trục quay phần đĩa ngập máng nước thải, phần tiếp xúc với khơng khí, nhờ mà chất hữu phân hủy nhanh 3.3.3 Công trình xử lý yếm khí điều kiện tự nhiên • Ao hồ kỵ khí Hồ kỵ khí dùng để lắng phân hủy cặn q trình sinh hóa tự nhiên, dựa sở sống hoạt động vi sinh vật kỵ khí Các vi khuẩn kỵ khí phá vỡ hợp chất hữu nước thải, giải phóng khí CH CO2 Lượng chất hữu có hồ có liên quan mật thiết đến lượng oxy xâm nhập vào hồ, nhằm trì điều kiện kỵ khí bề mặt hồ Hồ kỵ khí khơng có mặt tảo, đơi chúng diện Hồ kỵ khí hoạt động hiệu điều kiện khí hậu ấm Hồ kỵ khí làm giảm lượng N, K, P vi sinh vật gây bệnh cách tạo bùn giải phóng NH vào khơng khí 16 Ngun lý hoạt động: Nước thải dẫn vào hồ đặt chìm đảm bảo cho việc phân phố cặn đồng hồ Cửa xả nước khỏi hồ theo kiểu thu nước bề mặt có ngăn bùn khơng cho với nước 3.3.3 Các cơng trình xử lý yếm khí điều kiện nhân tạo • Bể lọc kỵ khí Trong bể lắp đặt giá thể sinh vật kỵ khí dính bám, vật liệu hình dạng, kích thước khác nhau, đóng vai trị vật liệu lọc Các dịng nước thải từ lên trên xuống Các chất hữu vi khuẩn hấp thụ chuyển hóa thành CH4 chất khí khác Các loại khí sinh học thu gom phần bể • Bể tự hoại Là loại cơng trình xử lý bậc đồng thời thực hai chức năng: lắng nước thải lên men cận lắng, bể tự hoại có hình chữ nhật hình trịn bề mặt, xây dựng gạch, bê tông cốt thép vật liệu composite Bể chia làm ngăn ngăn, ngăn bể tự hoại chia làm hai phần: phần lắng nước thải phần lên men cặn lắng Hiệu lắng bể tự hoại phụ thuộc vào nhiệt độ chế độ quản lý vận hành bể • Bể lắng vỏ 17 Bể lắng vỏ Imhoff đề xuất năm 1906 Đó bể chứa hình trịn hình chữ nhật mặt Phần bể máng lắng, phần ngăn lên men bùn cặn ngăn lên men bùn giữ lại từ 2-6 tháng, phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ nước thải nhiệt độ môi trường Nước chuyển động qua máng theo nguyên tắc giống bể lắng ngang • Bể UASB Bể UASB thiết kế Lettinga cộng viên vào 1983 Netherlands Loại hầm ủ thích hợp cho việc xử lý chất thải có hàm lượng chất hữu cao thành phần vật chất rắn thấp Hầm ủ gồm phần chính: + Phần bùn đặc đáy hầm ủ + Một lớp thảm bùn hầm + Dung dịch lỏng phía Nước thải nạp vào hầm ủ từ đáy hầm, xuyên qua lớp thảm bùn lên Các chất rắn nước thải tách thiết bị tách chất khí chất rắn hầm Các chất thải rắn lắng xuống lớp thảm bùn có thời gian lưu trữ hầm cao hàm lượng chất rắn hầm tăng Lúc hầm ủ bắt đầu hoạt động, khả lắng chất rắn thấp tích trữ nhiều tạo thành hạt bùn khả lắng tăng lên góp phần giữ lại vi sinh vật hoạt động Khoảng 80-90% trình phân hủy diễn thảm bùn Thảm bùn chiếm 30% thể tích hầm ủ UASB • Bể mêtan 18 Là cơng trình xây dựng để lên men loại bùn cặn nước thải Bể xây dựng bê tông cốt thép, có dạng hình trịn bề mặt, sản phẩm trình lên men chủ yếu CH4 (chiếm 60% lượng khí tạo thành) Đối với việc xử lý nước thải sinh hoạt có yêu cầu đầu không khắt khe tiêu N P, trình xử lý hiếu bùn hoạt tính q trình xử lý sinh học thường ứng dụng PHẦN NGUYÊN TẮC VÀ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 19 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 4.1 Nguyên tắc Trên sở tiêu chuẩn môi trường Việt Nam TCVN 5945:2005 – Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải TCVN 5942-1995: Tiêu chuẩn nguồn nước mặt theo mục đích sử dụng, nước thải xả vào nguồn phải đáp ứng hai điều kiện sau: a Điều kiện cần: Nước thải không làm ô nhiễm, giảm chất lượng nước sử dụng hạ lưu điểm xả Tại điểm lấy nước gần phía hạ lưu, nồng độ chất ô nhiễm hỗn hợp nước nguồn nước thải không vượt giá trị giới hạn cho phép quy định theo mục đích sử dụng loại nguồn nước mặt b Điều kiện đủ: Khi xả vào thủy vực, nước thải không làm ô nhiễm nước hạ lưu cống xả Nồng độ chất ô nhiễm nước thải phải thấp giá trị giới hạn cho phép quy định xả loại nguồn nước mặt khác 4.2 Quy trình xử lý nước thải - Xử lý sơ bộ: + Nước thải bệnh viện khử trùng diệt khuẩn gây bệnh + Nước thải sản xuất khử chất độc hại kim loại nặng, xianua, phenol - Xử lý bậc 1: Nước thải tồn thị tách rác, cát lắng nước thải (các biện pháp học) - Xử lý bậc 2: Tách chất hữu nước thải (biện pháp sinh học) - Xử lý bậc 3: Khử chất dinh dưỡng khử trùng nước thải (biện pháp sinh học, hóa học, hóa lý) - Tự làm nguồn: Xả nước thải nguồn tăng cường trình tự làm nguồn 4.3 Lựa chọn sơ đồ xử lý nước thải cho đô thị 20 4.3.1 Cơ sở lựa chọn - Quy mơ (cơng suất) hệ thống nước (thời hạn thiết kế, tiêu chuẩn cấp nước, phát triển thành phố) - Mức độ xử lý nước thải cần thiết (đặc điểm khả tự làm nguồn nước, điều kiện vệ sinh xả nước thải nguồn) - Điều kiện tự nhiên (khí hậu, địa hình, địa chất cơng trình địa chất thủy văn) - Đặc điểm kinh tế - xã hội (nguồn tài chính, khả cung ứng nguyên vật liệu xây dựng vận hành cơng trình…) - Sự tham gia cộng đồng (sự chấp nhận cộng đồng, đóng thuế nước thải, giám sát hoạt động dự án…) 4.3.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương pháp học - Cơng trình chính: + Song chắn rác máy nghiền rác + Bể lắng cát sân phơi cát + Bể lắng đợt + Bể Metan, cơng trình làm khơ bùn cặn sân phơi bùn, hệ thống làm khô bùn cặn biện pháp học + Hệ thống khử trùng xả nước thải nguồn + Bể lọc trọng lực hấp thụ than hoạt tính 21 - Điều kiện ứng dụng + Nước thải có hàm lượng chất hữu chất độc hại nhỏ + Nguồn nước có khả tự làm lớn, tiếp nhận nước thải sau xử lý học 4.3.3 Dây chuyền xử lý nước thải phương pháp hóa học - Các cơng trình + Các cơng trình thiết bị chuẩn hóa chất + Bể trộn: trộn hóa chất với chất thải + Bể (ngăn) phản ứng + Bể lắng - Điều kiện phạm vi ứng dụng + Thường dung để xử lý nước thải công nghiệp + Nước thải khử trùng bùn cặn ổn định 4.3.4 Dây chuyền XLNT phương pháp sinh học điều kiện tự nhiên 22 - Các cơng trình + Các cơng trình xử lý nước thải đất ướt + Hồ sinh học - Điều kiện ứng dụng + Có đủ đất đai để xây dựng bãi đất ngập nước hồ sinh học + Chế độ thoát nước mưa phụ thuộc theo mùa + Mực nước ngầm khu vực thấp + Giá thành xây dựng giá thành quản lý thấp + Phải quan môi trường, quan quản lý vệ sinh nguồn nước cho phép 4.3.5 Dây chuyền XLNT phương pháp sinh học điều kiện nhân tạo - Các cơng trình chính: 23 + Bể làm thống bể lắng kết hợp với đơng tụ sinh học đặt trước bể lắng đợt để đảm bảo hàm lượng chất lơ lửng nước thải trước đưa xử lý sinh học nhỏ 150 mg/l + Các cơng trình sinh học, hoạt động theo nguyên lý dính bám  Biophin nhỏ giọt  Biophin cao tải + Các cơng trình XLNT theo ngun lý bùn hoạt tính Các loại bể Aeroten:  Aeroten khơng có ngăn tái sinh bùn  Aero ten có ngăn tái sinh bùn 24 PHẦN CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH CÁC CƠNG TRÌNH XLNT 5.1 Hiện tượng khơng đồng hỗn hợp bùn - Xem xét tình trạng hoạt động máy khuấy - Sửa chữa thay máy khuấy có cơng suất phù hợp 5.2 Các vật thể cứng có hỗn hợp bùn phụ kiện long khỏi máy làm hỏng cánh khuấy làm động ngừng hoạt động Thực tắt máy khuấy theo quy trình, làm vật thể nguyên nhân làm ngừng hoạt động thiết bị 5.3 Xuất hiện tượng không đồng hỗn hợp bùn - Tăng tốc độ khuấy máy khuấy, - Thay máy khuấy có cơng suất phù hợp 5.4 Váng trắng xốp xuất tỷ lệ F:M cao - Nuôi cấy làm tăng trưởng nồng độ bùn hoạt tính hệ thống cách + Pha loãng nước thải đầu vào + Duy trì nồng độ DO thích hợp hệ thống + Tạm thời dừng việc xả bùn dư - Tái sinh, khơi phục lại bùn hoạt tính hệ thống + Tăng thời gian làm thống + Duy trì nồng độ DO thích hợp hệ thống + Giảm xả bùn dư - Điều chỉnh tỉ lệ BOD:N:P=100:5:1 Bổ sung thêm hóa chất phân đạm Ure, phân lân - Nếu độ pH tiến hành trung hịa pH hóa chất, tìm ngun nhân dẫn đến thay đổi pH khắc phục 25 - Tăng lượng sinh khối bùn (nồng độ bùn) hệ thống cách giảm lượng bùn xả dư khỏi bể trì nồng độ bùn thích ứng - Khơi phục lại sinh khối bùn cách tạm thời dừng xả bùn dư khỏi bể trì nồng độ DO thích ứng nhằm khơi phục nồng độ bùn thích ứng 5.5 Hiện tượng váng Nocardia - Tăng lượng bùn dư xả khỏi hệ thống - Clo hóa váng - Thu hồi váng biện pháp vớt thủ công - Sử dụng hệ thống phun nước áp lực nhằm phá vỡ váng dày 5.6 Phân tán bùn - Tạm thời dừng xả bùn dư để điều chỉnh tỷ lệ F:M giới hạn thích ứng - Nếu có mặt chất độc hại nước thải: + Tăng mức độ làm thoáng máy khuấy + Kiểm tra nồng độ DO bể + Tăng lượng xả bùn dư khỏi bể 5.7 Phát sinh loại vi khuẩn sợi - Tăng lượng xả bùn dư khỏi bể nhằm giảm nồng độ bùn bể - Duy trì khả làm thống bể - Thay đổi điều kiện môi trường tạo điều kiện tốt cho phát triển vi khuẩn tạo bùn 26 ... pháp học) - Xử lý bậc 2: Tách chất hữu nước thải (biện pháp sinh học) - Xử lý bậc 3: Khử chất dinh dưỡng khử trùng nước thải (biện pháp sinh học, hóa học, hóa lý) - Tự làm nguồn: Xả nước thải nguồn... tiếp nhận nước thải sau xử lý học 4.3.3 Dây chuyền xử lý nước thải phương pháp hóa học - Các cơng trình + Các cơng trình thiết bị chuẩn hóa chất + Bể trộn: trộn hóa chất với chất thải + Bể (ngăn)... qua lớp thảm bùn lên Các chất rắn nước thải tách thiết bị tách chất khí chất rắn hầm Các chất thải rắn lắng xuống lớp thảm bùn có thời gian lưu trữ hầm cao hàm lượng chất rắn hầm tăng Lúc hầm ủ