›

Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho kdc tân khai công suất 1000m³/ngày

pdf 132 trang thiennha21 12/04/2022 5330
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho kdc tân khai công suất 1000m³/ngày", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_tinh_toan_thiet_ke_he_thong_xu_ly_nuoc_thai_cho_kdc_ta.pdf

Nội dung text: Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho kdc tân khai công suất 1000m³/ngày

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KDC TÂN KHAI CƠNG SUẤT 1000m3/ngày Ngành: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Chuyên ngành:KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Sinh viên thực hiện : ĐINH HỮU NGHỊ MSSV: 1151080251 Lớp: 11DMT3 TP. Hồ Chí Minh, 2015
  2. LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp của em, do em tự thực hiện, khơng sao chép, những kết quả và các số liệu chưa được ai cơng bố dưới bất cứ hình thức nào. Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này. TPHCM, ngày 22 tháng 8 năm 2015 Sinh viên Đinh Hữu Nghị
  3. LỜI CẢM ƠN o0o Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ và ủng hộ rất lớn của Thầy, Cơ, người thân và bạn bè. Đĩ là động lực rất lớn giúp em hồn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này. Em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến tập thể Thầy Cơ Khoa Mơi trường – Cơng nghệ sinh học – Thực phẩm đã hết lịng giảng dạy em trong suốt quá trình học tập. Trân trọng cảm ơn Thầy TS. Nguyễn Xuân Trường. Người đã trực tiếp hướng dẫn đồ án tốt nghiệp của em. Thầy luơn nhiệt tình dẫn giải và theo sát đồ án tốt nghiệp trong quá trình thực hiện. Em xin cảm ơn quý Thầy Cơ đã quan tâm, dành thời gian phản biện khoa học cho đề tài này. Cảm ơn các bạn lớp 11DMT03 đã gĩp ý, giúp đỡ và động viên em, cùng nhau chia sẻ mọi khĩ khăn trong học tập. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! TPHCM, tháng 8 năm 2015 Sinh viên Đinh Hữu Nghị
  4. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 2 1.5 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC DỰ ÁN 4 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 4 2.2 ĐIỀU KIỆN MƠI TRƯỜNG TỰ NHIÊN 4 2.2.1 Điều kiện địa hình, địa chất 4 2.2.2 Điều kiện về khí tượng 5 2.2.3 Đặc điểm thủy văn 7 i
  5. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 2.3 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 8 2.3.1 Điều kiện kinh tế 8 2.3.2 Điều kiện văn hĩa – xã hội 10 2.4 HIỆN TRẠNG MƠI TRƯỜNG 13 2.4.1 Hiện trạng mơi trường khơng khí 13 2.4.2 Hiện trạng chất lượng mơi trường nước ngầm 15 2.4.3 Hiện trạng chất lượng mơi trường nước mặt 16 2.4.4 Hiện trạng tài nguyên sinh học 16 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 18 3.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC 18 3.1.1 Song chắn rác và lưới chắn rác 18 3.1.2 Bể lắng cát 21 3.1.3 Bể tách dầu mỡ 25 3.1.4 Bể điều hịa 25 3.1.5 Bể lắng 26 3.1.6 Bể lọc 28 3.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HĨA HỌC 29 3.2.1 Phương pháp trung hịa 29 ii
  6. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 3.2.2 Phương pháp đơng tụ và keo tụ 30 3.2.3 Phương pháp ozone hĩa 31 3.2.4 Phương pháp điện hĩa học 31 3.2.5 Oxy hĩa khử 32 3.2.6 Phương pháp quang xúc tác 32 3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HĨA LÝ 33 3.3.1 Tuyển nổi 33 3.3.2 Trích ly 34 3.3.3 Hấp phụ 35 3.3.4 Chưng bay hơi 36 3.3.5 Trao đổi ion 36 3.3.6 Tách bằng màng 36 3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC 36 3.4.1 Cơng trình xử lý trong điều kiện tự nhiên 37 3.4.2 Các cơng trình xử lý hiếu khí nhân tạo 39 3.5 PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG 50 3.6 XỬ LÝ CẶN 52 3.7 SƠ LƯỢC VỀ CÁC VSV TRONG VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI 52 3.7.1 Qúa trình hiếu khí và hiếu khí khơng bắt buộc (tùy nghi) 52 iii
  7. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 3.7.2 Quá trình yếm khí 56 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 60 4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN 60 4.2 THƠNG SỐ NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO 61 4.3 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI YÊU CẦU SAU XỬ LÝ 61 4.4 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 62 4.5 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 69 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 70 5.1 SONG CHẮN RÁC 71 5.1.1 Nhiệm vụ 71 5.1.2 Vật liệu 71 5.1.3 Tính tốn song chắn rác 71 5.2 BỂ THU GOM 75 5.2.1 Chức năng 75 5.2.2 Vật liệu 75 5.2.3 Tính tốn bể thu gom 75 5.3 BỂ TÁCH DẦU MỠ 76 5.3.1 Chức năng 76 5.3.2 Vật liệu 76 iv
  8. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 5.3.3 Tính tốn 76 5.4 BỂ ĐIỀU HỊA 78 5.4.1 Chức năng 78 5.4.2 Vật liệu 78 5.4.3 Tính tốn kích thước bể điều hịa 78 5.5 BỂ AEROTANK 82 5.5.1 Chức năng 82 5.5.2 Thơng số thiết kế 82 5.5.3 Tính tốn bể Aerotank 83 5.6 BỂ LẮNG 2 94 5.6.1 Chức năng 94 5.6.2 Vật liệu 95 5.6.3 Tính tốn thiết kế 95 5.7 BỂ KHỬ TRÙNG 100 5.7.1 Chức năng 100 5.7.2 Tính tốn bể khử trùng 100 5.8 BỂ LỌC ÁP LỰC 102 5.8.1 Chức năng 102 5.8.2 Tính tốn bể lọc áp lực 102 v
  9. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 5.9 BỂ NÉN BÙN 105 5.9.1 Nhiệm vụ 105 5.9.2 Tính tốn 105 5.10 MÁY ÉP BÙN 108 5.10.1 Nhiệm vụ 108 5.10.2 Tính tốn 108 CHƯƠNG 6: DỰ TỐN GIÁ THÀNH VÀ CHI PHÍ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 110 6.1 CÁC HẠNG MỤC XÂY DỰNG 110 6.2 GIÁ THÀNH CÁC CƠNG TRÌNH 112 6.3 MƠ TẢ THIẾT BỊ VÀ ĐẶC TÍNH KÝ THUẬT 113 6.3.1 Phương pháp lựa chọn thiết bị 113 6.3.2 Dự tốn chi phí cho phần thiết bị 113 6.4 TỔNG VỐN ĐẦU TƯ 115 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116 7.1 KẾT LUẬN 116 7.2 KIẾN NGHỊ 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 vi
  10. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD5 : Nhu cầu oxy sinh hĩa, đo trong 5 ngày COD : Nhu cầu oxy hĩa học TSS : Tổng các chất rắn lơ lửng SS : Chất rắn lơ lửng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ Tài nguyên và Mơi trường NĐ-CP : Nghị định chính phủ XLNT : Xử lý nước thải KDC : Khu dân cư F/M : Tỷ số lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong mơ hình. TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng vii
  11. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Chất lượng khơng khí tại khu vực dự án Bảng 2.2: Chất lượng nước ngầm khu vực dự án Bảng 2.3: Kết quả phân tích chất lượng nước mặt Bảng 3.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các cơng trình xử lý nước thải hiếu khí Bảng 4.1: Nhu cầu dùng nước của khu dân cư Tân Khai Bảng 4.2: Các thơng số nước thải đầu vào của KDC Tân Khai Bảng 4.3: QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn nước thải sinh hoạt Bảng 5.1: Bảng hệ số khơng điều hịa chung K0 Bảng 5.2: Các thơng số thiết kế bể lắng đợt 2 Bảng 6.1: Bảng tổng hợp các hạng mục xây dựng Bảng 6.2: Bảng giá thành các cơng trình Bảng 6.3: Bảng dự tốn chi phí thiết bị Bảng 6.4: Bảng tổng vốn đầu tư viii
  12. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Phân loại song chắn rác Hình 3.2: A. Song chắn rác cơ giới; B. Song chắn rác thủ cơng Hình 3.3: Sơ đồ lắp đặt của một nhà máy nghiền rác Hình 3.4: Bể lắng cát ngang Hình 3.5: Bể lắng cát thổi khí Hình 3.6: Sơ đồ bể lắng cát ngang với hệ thống cơ giới để lấy cặn Hình 3.7: Sơ đồ bể tách dầu mỡ lớp mỏng Hình 3.8: Bể lắng ngang Hình 3.9: Bể lắng đứng Hình 3.10: Bể lắng ly tâm Hình 3.11: Bể lọc Hình 3.12: Quá trình tạo bơng cặn Hình 3.13: Sơ đồ bể kết tủa bơng cặn Hình 3.14: Sơ đồ xử lý chất thải độc hại bằng phương pháp quang hĩa Hình 3.15: Bể tuyển nổi kết hợp với cơ đặc bùn Hình 3.16: Tháp trích ly Hình 3.17: Sơ đồ tháp lọc hấp phụ Hình 3.18: Ao hiếu khí với hệ thống cung cấp khí ix
  13. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.19: Hồ tùy nghi Hình 3.20: Xử lý nước thải bằng đất Hình 3.21: Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong bể bùn hoạt tính Hình 3.22: Sơ đồ cơng nghệ bể Aeroten truyền thống. Hình 3.23: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc Hình 3.24: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thống kéo dài Hình 3.25: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh Hình 3.26: Oxytank Hình 3.27: Bể lọc sinh học cao tải Hình 3.28: Đĩa quay sinh học RBC Hình 3.29: Quá trình vận hành bể SBR Hình 3.30: Bể UASB Hình 3.31: Hệ thống khử trùng Hình 3.32: Sơ đồ một bể tiếp xúc Chlorine Hình 3.33: Một đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn trong một bể xử lý. Hình 3.34: Đồ thị về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong xử lý nước thải Hình 3.35: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh khí của hầm ủ Hình 4.1: Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt KDC Tân Khai – Phương án 1 x
  14. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 4.2: Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt KDC Tân Khai – Phương án 2. xi
  15. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong giai đoạn hiện nay, khi mà nền kinh tế của nước ta cĩ những bước phát triển mạnh mẽ và vững chắc, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao thì vấn đề mơi trường và các điều kiện vệ sinh mơi trường lại trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Trong đĩ các vấn đề về nước được quan tâm nhiều hơn cả. Các biện pháp để bảo vệ mơi trường sống, bảo vệ nguồn nước mặt, nước ngầm khơng bị ơ nhiễm do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người là thu gom và xử lý nước thải. Nước thải sau xử lý sẽ đáp ứng được các tiêu chuẩn thải vào mơi trường cũng như khả năng tái sử dụng nước sau xử lý. Hiện nay, việc thu gom và xử lý nước thải là yêu cầu khơng thể thiếu được của vấn đề vệ sinh mơi trường, nước thải ra ở dạng ơ nhiễm hữu cơ, vơ cơ cần được thu gom và xử lý trước khi thải ra mơi trường. Điều này được thực hiện thơng qua hệ thống cống thốt nước và xử lý nước thải đơ thị. Tuy độc lập về chức năng nhưng cả hai hệ thống này cần hoạt động đồng bộ. Nếu hệ thống thu gom đạt hiệu quả nhưng hệ thống xử lý khơng đạt yêu cầu thì nước sẽ gây ơ nhiễm khi được thải trở lại mơi trường. Trong trường hợp ngược lại, nếu hệ thống xử lý nước thải được thiết kế hồn chỉnh nhưng hệ thống thốt nước khơng đảm bảo việc thu gom vận chuyển nước thải thì nước thải cũng sẽ phát thải ra mơi trường mà chưa qua xử lý. Chính vì thế, việc đồng bộ hĩa và phối hợp hoạt động giữa hệ thống thốt nước và hệ thống xử lý nước thải của một đơ thị, một khu dân cư là hết sức cần thiết vì hai hệ thống này tồn tại với mối quan hệ hữu cơ mật thiết với nhau. Từ những điều trên dễ thấy rằng với mỗi khu dân cư khi được hình thành cần phải cĩ hệ thống xử lý nước thải đi kèm nhằm đảm bảo mơi trường của khu dân cư đĩ luơn 1
  16. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày sạch, đảm bảo mơi trường sống, đảm bảo nguồn nước mặt ở đĩ khơng bị ơ nhiễm do nước thải sinh hoạt. 1.2 MỤC TIÊU ĐÈ TÀI Dựa trên những thơng số của nước thải sinh hoạt đầu vào nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải mới trước khi xây dựng Khu dân cư, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải nước thải ra mơi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A. 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI Nội dung đồ án tập trung nghiên cứu vào các vấn đề sau: - Tổng quan về hệ thống thốt nước và xử lý nước thải sinh hoạt. - Tìm hiểu vị trí địa lý, tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội và hiện trạng mơi trường tại Khu dân cư Tân Khai , xã Tân Khai, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước. - Tính tốn thiết kế hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tại khu dân cư. - Đưa ra các phương án xử lý và chọn phương án xử lý hiệu quả nhất từ đĩ tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải của khu dân cư. 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN - Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu dân cư, tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác. - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những cơng nghệ xử lý nước thải cho các khu dân cư qua các tài liệu chuyên ngành. - Phương pháp tổng hợp và phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập và đưa ra cơng nghệ xử lý phù hợp. 2
  17. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày - Phương pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự tốn chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý. - Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mơ tả kiến trúc cơng nghệ xử lý nước thải 1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI - Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn mơi trường giải quyết được vấn đề ơ nhiễm mơi trường do nước thải Khu dân cư. - Gĩp phần nâng cao ý thức về mơi trường cho người dân cũng như Ban quản lý Khu dân cư. - Khi trạm xử lý hồn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập. 3
  18. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC DỰ ÁN 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Vị trí khu đất xây dựng dự án thuộc xã Tân Khai, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước. Cĩ các mặt tiếp giáp như sau: - Phía Bắc: giáp đường lơ cao su. - Phía Đơng: giáp Trung tâm hành chính huyện Hớn Quản. - Phía Nam: giáp đất của Cơng ty cao su An Phú Thịnh. - Phía Tây: giáp đường lơ cao su.  Hiện trạng khu vực dự án: Hiện trạng khu đất xây dựng dự án chủ yếu là đất trồng cao su và đất trống, khơng cĩ cơng trình nhà ở nào. 2.2 ĐIỀU KIỆN MƠI TRƯỜNG TỰ NHIÊN 2.2.1 Điều kiện địa hình, địa chất a. Điều kiện địa hình Theo số liệu từ dự án đầu tư thì đánh giá địa hình khu vực xây dựng dự án cĩ những đặc điểm sau: Khu vực thiết kế cĩ cao độ biến đổi từ 83m đến 70,5m. Hướng dốc địa hình tự nhiên từ Tây Bắc xuống Đơng Nam. Địa hình bằng phẳng độ dốc tự nhiên khoảng 1,4%, địa hình rất thuận lợi cho việc xây dựng. b. Điều kiện về địa chất cơng trình Nhìn chung vùng đất tại khu vực quy hoạch cĩ cường độ tương đối lớn và ổn định, cường độ chịu nén khoảng từ 0,7 đến 1,5kg/cm2, rất phù hợp và thuận lợi trong xây dựng cơng trình. 4
  19. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 2.2.2 Điều kiện về khí tượng Khu vực thực hiện dự án thuộc xã Tân Khai, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước nên khí hậu của khu vực dự án mang tính chất đặc trưng của khí hậu miền Đơng Nam Bộ, chế độ của khu vực này ít thiên tai. Nhiệt độ thời tiết tương đối ơn hịa nên khơng gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống của người dân trong vùng. Khu vực dự án nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới giĩ mùa cận xích đạo. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khơ kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Theo quan trắc của trạm Đồng Phú trong năm 2012 cho các thơng số về khí tượng thủy văn như sau: a. Nhiệt độ Nhiệt độ khơng khí là một trong những yếu tố tự nhiên ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình chuyển hĩa và phát tán các chất ơ nhiễm trong khí quyển. Nhiệt độ khơng khí càng cao thì tốc độ các phản ứng hĩa học xảy ra càng nhanh và thời gian lưu tồn các chất ơ nhiễm càng nhỏ. Ngồi ra nhiệt độ cịn ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt của cơ thể và sức khỏe của người lao động. Do vậy việc nghiên cứu chế độ nhiệt là điều cần thiết. Chế độ nhiệt ở khu vực dự án như sau: - Nhiệt độ bình quân trong năm cao đều và ổn định từ 25,8 – 26,20C. - Nhiệt độ bình quân thấp nhất từ 21,5 – 220C. - Nhiệt độ bình quân cao nhất từ 31,7 – 32,20C. Nhìn chung sự thay đổi nhiệt độ qua các tháng khơng lớn, song chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm thì khá lớn khoảng 7 – 90C, nhất là vào các tháng mùa khơ. Nhiệt độ cao nhất vào các tháng 3,4,5 ( từ 37 – 37,20C) và thấp nhất vào tháng 12 là 190C. b. Số giờ nắng 5
  20. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Tỉnh Bình Phước nĩi chung và xã Tân Khai , huyện Hớn Quản nĩi riêng nằm trong vùng dồi dào nắng. Tổng số giờ nắng trong năm từ 2400 – 2500 giờ. - Số giờ nắng bình quân trong ngày từ 6,2 – 6,6 giờ. - Thời gian nắng nhiều nhất vào các tháng 1,2,3,4. - Thời gian ít nắng nhất vào tháng 7,8,9. c. Lượng mưa Lượng mưa bình quân năm biến động từ 2045 – 2325 mm. Mùa mưa diễn ra từ tháng 5 – 11, chiếm 85 – 90% tổng lượng mưa cả năm, tháng cĩ lượng mưa lớn nhất 376mm là tháng 7. Mùa khơ từ cuối tháng 11 đến đầu tháng 5 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 10 – 15% tổng lượng mưa cả năm, tháng cĩ lượng mưa ít nhất là tháng 2 và tháng 3. Lượng bốc hơi hằng năm khá cao từ 1113 – 1447 mm. Thời gian kéo dài quá trình bốc hơi lớn nhất vào tháng 2,3,4. d. Độ ẩm khơng khí Độ ẩm khơng khí cũng như nhiệt độ khơng khí là một trong những yếu tố tự nhiên ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình chuyển hĩa và phát tán các chất ơ nhiễm trong khí quyển, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt và sức khỏe người lao động. Do chế độ mưa theo mùa nên biên độ dao động độ ẩm khơng khí giữa mùa mưa và mùa khơ khá lớn. - Độ ẩm trung bình hằng năm từ 80,8 – 81,4%. - Bình quân năm thấp nhất là 45,6 – 53,2%. - Tháng cĩ độ ẩm cao nhất là 88,2%. - Tháng cĩ độ ẩm thấp nhất là 16%. 6
  21. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày e. Bức xạ mặt trời Bức xạ mặt trời là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ nhiệt trong vùng và qua đĩ sẽ ảnh hưởng đến mức độ bền vững khí quyển và quá trình phát tán – biến đổi các chất gây ơ nhiễm. Thời gian cĩ nắng trung bình trong năm là 2500 giờ đưa đến tổng lượng bức xạ cao. Thời gian cĩ nắng trung bình trong năm là 2443 giờ hoặc nhiều hơn. Hằng ngày cĩ đến 12 – 13 giờ nắng và cường độ chiếu sáng vào giữa trưa mùa khơ cĩ thể lên tới 100000 lux. f. Chế độ giĩ. Vùng chịu ảnh hưởng của 3 hướng giĩ chính là: Đơng, Đơng Bắc, Tây Nam. Mùa kho hướng giĩ chính trong khu vực là hướng Đơng sau đĩ chuyển dần sang hướng Đơng Bắc và tốc độ giĩ 3,5m/s. Mùa mưa, giĩ Đơng Bắc chuyển dần sang Tây Nam, tốc độ trung bình 3,2 m/s. Ngồi ra, khu vực dự án rất ít khi xảy ra các hiện tượng thời tiết đặc biệt như sương muối, mưa đá và hầu như khơng cĩ. Hiện tượng sương mù ít, hằng năm cĩ từ 7 – 9 ngày rải đều ở các tháng, khơng ảnh hưởng lớn đến khí hậu thời tiết trong vùng. 2.2.3 Đặc điểm thủy văn Xã Tân Khai cĩ suối Bàu Nát chảy qua và được bao bọc bởi các con suối: phía Bắc là suối Con, suối Xa Cát, phía Nam là suối Tàu Ơ, phía Tây là suối Cầu Xây. Các suối này đều cĩ lưu lượng nước ít. Đầy về mùa mưa và kiệt về mùa khơ. Theo quy hoạch chung của huyện thì tồn bộ lượng nước thải tập trung từ quy hoạch khu dân cư sẽ được thải ra suối Cầu Xây nằm tại ấp 2 xã Tân Khai. 7
  22. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Huyện Hớn Quản sẽ xây dựng trạm xử lý nước thải với cơng suất 5000m3/ngày đêm để xử lý tồn bộ lượng nước thải từ khu dân cư quy hoạch và các cơ sở cơng nghiệp, dịch vụ đạt tiêu chuẩn thải loại A trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Nguồn tiếp nhận nước thải khu vực dự án: nước thải phát sinh từ khu vực dự án sẽ được đấu nối vào hệ thống cống thốt nước thải của khu trung tâm hành chính huyện trước khi thải ra suối Cầu Xây. Suối Cầu Xây chảy qua khu vực xã Tân Khai, huyện Hớn Quản rồi chảy ra suối Xa Cát. Nguồn nước của suối Xa Cát chủ yếu dung cho mục đích tưới tiêu nơng nghiệp, khơng dung cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Vận tốc dịng chảy trung bình của suối đoạn gần khu vực dự án vào khoảng 2,4m/s, diện tích tiết diện trung bình 6x0,8m, lưu lượng bình quân của suối là 11,52 m3/s. Hớn Quản cĩ nguồn nước ngầm tương đối tốt, lưu lượng khoảng 80 – 150 m3/ngày đêm. Chất lượng cĩ thể chấp nhận cho sinh hoạt bình thường. Nước sinh hoạt trong khu vực hiện tại chủ yếu là đào giếng sâu >=10m. Nước mặt: nước mặt thốt theo triền dốc và thấm tự nhiên xuống lịng đất và một phần đổ ra sơng suối. 2.3 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI 2.3.1 Điều kiện kinh tế a. Sản xuất nơng nghiệp Cây hằng năm: diện tích gieo trồng vụ Đơng Xuân là 68ha, giảm so với cùng kỳ. Trong đĩ các loại cây hằng năm như lúa, ngơ, cây lấy củ, rau, đậu, hoa, cây cảnh đều giảm so với cùng kỳ. Các loại cây hằng năm khác tăng 1,8% so với cùng kỳ. Năng suất các loại cây hằng năm vụ Đơng Xuân năm 2013 đều tăng so với cùng kì, cụ thể: 8
  23. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày lúa đạt 30,8 tạ/ha tăng 6,43%: ngơ đạt 40,5 tạ/ha; sắn đạt 197 tạ/ha tăng 1,03%; rau các loại đạt 154,59 tạ/ha tăng 26,1%. Cây lâu năm: tổng diện tích cây lâu năm đến nay là 3705 ha, tăng so với cùng kỳ. Trong đĩ, diện tích một số cây trồng chính trên địa bàn huyện như cao su tăng 3,12%; cây điều giảm 4,1%; hồ tiêu giảm 0,7%; cà phê tăng 20,4% so với cùng kỳ. Năng suất một số loại cây trồng chính giảm hoặc tăng khơng nhiều so với cùng kỳ, cụ thể: điều đạt 9,5 tạ/ha giảm 19,42%; cao su đạt 5,8 tạ/ha giảm 3,33%; hồ tiêu đạt 20 tạ/ha, tăng 2,99%; cà phê đạt 15,5 tạ/ha tăng 4,73%. Chăn nuơi: triển khai cĩ hiệu quả cơng tác phịng dịch bệnh trên đàn gia súc, gia cầm. Khơng để xảy ra dịch bệnh. Cơng tác vệ sinh thú y, phịng chống dịch được tăng cường, kiểm tra chặt chẽ. Đàn heo ước tính 520 con, đạt 98% kế hoạch; đàn bị ước tính cĩ 230 con đạt 87,6% kế hoạch; đàn trâu ước tính cĩ 57 con đạt 117% kế hoạch; đàn gia cầm cĩ 7818 con đạt 1155 kế hoạch. b. Quản lý đất đai – xây dựng – mơi trường Cơng tác quản lý Nhà nước về đất đai tiếp tục được thực hiện hiệu quả. Thực hiện tốt cơng tác kiểm tra hồ sơ địa chính, chỉnh lý biến động đất đai. Đã hướng dẫn làm hồ sơ chuyển mục đích sử dụng 11 trường hợp với diện tích 1250m2; chuyển đổi 20 trường hợp với diện tích 8771,2 m2 . Về cơng tác bồi thường, tái định cư: 6 tháng đầu năm đã giao đất phân lơ đấu giá cho 3 trường hợp; giao lơ tái định cư cho các hộ dân thuộc diện giải tỏa do quy hoạch; phê duyệt bồi thường bổ sung cho 3 hộ dân thuộc dự án xây dựng Bệnh viện Đa khoa huyện. 9
  24. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Tăng cường các cơng tác quản lý nhà nước về mơi trường, tài nguyên, khống sản; trong 6 tháng đầu năm đã kiểm tra các cơ sở sản xuất kinh doanh, phát hiện sai phạm và đã xử phạt vi phạm hành chính. c. Sản xuất cơng nghiệp – thương mại dịch vụ - khoa học cơng nghệ Cơng nghiệp: trong 6 tháng đầu năm 2013 bằng các chính sách hỗ trợ thiết thực của nhà nước, các doanh nghiệp tiếp tục ổn định sản xuất kinh doanh. Giá trị ngành cơng nghiệp trên địa bàn xã ước đạt 7,5 tỷ đồng, tăng 7,1%. Hoạt động thương mại – dịch vụ: trong 6 tháng đầu năm, đặc biệt là trong dịp tết diễn ra tương đối ổn định. UBND huyện đã chỉ đạo các ngành chức năng ở huyện thực hiện tốt cơng tác bình ổn giá, ngăn chặn tình trạng đầu cơ, găm hàng và đảm bảo cơng tác vệ sinh an tồn thực phẩm. Về điện: cung cấp điện trong 6 tháng đầu năm tương đối ổn định, khơng cĩ tình trạng mất điện luân phiên vào mùa khơ Khoa học và cơng nghệ: triển khai lắp đặt, nghiệm thu hồn thành và bàn giao đưa vào sử dụng phịng máy cho trung tâm dạy nghề huyện. 2.3.2 Điều kiện văn hĩa – xã hội a. Cơng tác văn hĩa thơng tin, thể dục thể thao Cơng tác thơng tin cổ động tiếp tục tập trung thực hiện tốt cơng tác văn hĩa, thơng tin: tổ chức các cuộc thi văn nghệ, hội chợ, Duy trì tốt việc tiếp sĩng FM, chuyển tiếp chương trình của Đài trung ương và Đài huyện. Các hoạt động tuyên truyền, văn hĩa, thể dục thể thao tập trung vào các nhiệm vụ tuyên truyền phục vụ Tết Nguyên đán, tuyên truyền ngày thành lập Đảng Cộng Sản Việt Nam, tuyên truyền các nội dung sửa đổi Hiến pháp năm 1992, dự thảo Luật Đất 10
  25. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày đai sửa đổi và tuyên truyền cuộc vận động “ Học tập và làm theo tấm gương đạo đức Hồ Chí Minh”; phong trào “ Tồn dân đồn kết xây dựng đời sống văn hĩa ở khu dân cư”. Các hoạt động văn nghệ - thể thao diễn ra sơi nổi và thu hút được đơng đảo cán bộ và nhân dân tham gia. Tổ chức thành cơng Liên hoan văn hĩa các dân tộc thiểu số năm 2013 trên địa bàn huyện, xây dựng và chuẩn bị các điều kiện cần thiết để tổ chức Đại hội thể thao các cấp năm 2013 theo đúng kế hoạch của tỉnh. b. Cơng tác y tế, dân số - kế hoạch hĩa gia đình Về y tế: cơng tác bảo vệ, chăm sĩc sức khỏe nhân dân và phịng, chống dịch bệnh được quan tâm thực hiện tốt; cơng tác vệ sinh an tồn thực phẩm được thực hiện tốt. Về cơng tác dân số - kế hoạch hĩa gia đình: số trẻ em sinh ra trong 6 tháng đầu năm là 95 trẻ, trong đĩ cĩ 28 người sinh con thứ 3 trở lên. Tổng các chỉ tiêu, biện pháp kế hoạch hĩa gia đình đạt 87% kế hoạch. c. Cơng tác giáo dục Chỉ đạo việc sơ kết học kì II và tổng kết năm học 2012 – 2013; chất lượng các mặt giáo dục được giữ vững, chất lượng giáo dục tồn diện được đảm bảo; quy mơ trường lớp ổn định về số lượng, tỉ lệ huy động học sinh các cấp học duy trì ổn định. d. Cơng tác lao động, thương binh và xã hội Phối hợp với các ban ngành đồn thể, tổ chức vận động tồn dân cùng với Đảng, chính quyền địa phương gĩp phần chăm lo đời sống gia đình chính sách bằng những việc làm cụ thể, thiết thực như: tổ chức họp mặt tặng quà cho gia đình chính sách nhân dịp tết nguyên đán, họp mặt nhân ngày thương binh liệt sĩ 27/7, 11
  26. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Tổ chức cấp quà cho người nghèo, cận nghèo ăn tết theo Quyết định số 81/QĐ-CP của Chính phủ. Việc chi trả nhanh gọn, đúng thời gian và khơng cĩ khiếu nại; cấp tiền tết từ các nguồn của Trung ương, của tỉnh. Hỗ trợ cho các hộ cĩ nguy cơ thiếu lương thực trong dịp tết là 15kg/người. e. Cơng tác dân tộc – tơn giáo Cơng tác dân tộc: tiến hành xét chọn các thơn, ấp đặc biệt khĩ khăn tại các xã theo Quyết định 30/2012/QĐ-TTg ngày 18/7/2012 của Thủ tướng Chính phủ. Thực hiện tốt các chính sách cho người cĩ uy tín trong đồng bào dân tộc trong dịp lễ, tết. Cơng tác tơn giáo: các cơ sở tơn giáo tổ chức các hoạt động tơn giáo trong dịp lễ, tết như lễ Noel, lễ Phục sinh, lễ Phật đản, theo đúng quy định. Các hoạt động tơn giáo trái phép đều được phát hiện và ngăn chặn kịp thời. Tuy nhiên vẫn cịn một số điểm nhĩm thuộc các hệ phái tin lành xây dựng và sửa chữa nhà nguyện trái phép dưới hình thức xây dựng nhà ở, UBND xã đã chỉ đạo các cơ quan chức năng tiến hành xử lý theo đúng quy định. f. Quốc phịng – An ninh trật tự Tình hình an ninh chính trị, an ninh kinh tế tiếp tục ổn định, khơng cĩ các vụ việc liên quan đến an ninh chính trị xảy ra trên địa bàn. Cơng tác lấy ý kiến nhân dân về dự thảo sửa đổi Hiến pháp năm 1992 được thực hiện tốt, thu hút đơng đảo người dân tham gia. Các nhiệm vụ quốc phịng – an ninh được thực hiện tốt, tiến hành huấn luyện lực lượng dân quân thường trực theo kế hoạch đã được phê duyệt. Tổ chức tốt Hội thao LLVT huyện năm 2013 và tham gia Hội thao LLVT cấp tỉnh đạt kết quả cao; sơ kết 5 năm thực hiện Nghị định số 152/NĐ-CP ngày 10/10/2007 về khu vực phịng thủ, đồng thời triển khai kế hoạch thực hiện nhiệm vụ quân sự quốc phịng năm 2013. Đã tiến hành phát lệnh gọi cơng dân đăng kí nghĩa vụ quân sự năm 2013 và xét duyệt chính trị, 12
  27. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày chính sách 2 cấp đạt kết quả tốt. Cơng tác giáo dục quốc phịng an ninh được thực hiện rộng rãi trên địa bàn xã. Tình hình an ninh trật tự an tồn giao thơng cịn tình trạng chạy quá tốc độ, đi khơng đúng làn đường, vượt sai quy định gây tai nạn. Tuy nhiên cĩ giảm so với cùng kỳ. 2.4 HIỆN TRẠNG MƠI TRƯỜNG Để đánh giá chất lượng mơi trường khu vực dự án, ngày 11/10/2013 Cơng ty Cổ Phần Thiên Ân đã phối hợp với Trung tâm tư vấn Cơng nghệ mơi trường và An tồn vệ sinh lao động tiến hành lấy mẫu phân tích chất lượng mơi trường tại khu vực dự án. Kết quả như sau: 2.4.1 Hiện trạng mơi trường khơng khí: Bảng 2.1: Chất lượng khơng khí tại khu vực dự án Chỉ tiêu Tiếng Nhiệt Tốc độ Bụi CO SO2 NO2 ồn độ giĩ (mg/m3) (mg/m (mg/m (mg/m (dBA) (0C) (m/s) 3) 3) 3) Điểm đo Khu vực giáp 52 – 32,5 0,3 0,28 3,85 0,064 0,045 đường đất đỏ 54 (phía Tây dự án) 13
  28. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Khu vực giáp 53 – 30,6 0,2 0,24 3,11 0,05 0,034 đất dân cư 55 (phía Đơng dự án) Khu vực giao 54 - 56 31,2 0,3 0,25 3,09 0,058 0,038 giữa đường đất với đường nhựa (phía Bắc dự án) Khu vực giáp 51 - 53 32,8 0,3 0,22 3,46 0,046 0,023 trung tâm hành chính (phía Nam) QCVN 70* 0,3 30 0,35 0,2 05:2009/BTN MT (Nguồn: Trung tâm tư vấn Cơng nghệ mơi trường và An tồn vệ sinh lao động, 10/2013) Ghi chú: QCVN 05:2009/BTNMT: Quy chuẩn về chất lượng khơng khí xung quanh. *QCVN 26:2010/BTNMT: Giới hạn tối đa cho phép trong khu vực cơng cộng và dân cư. Nhận xét: kết quả phân tích được trình bày trong bảng 2.1 cho thấy chất lượng mơi trường khơng khí hiện tại của khu vực dự án khá tốt. Tại các điểm lấy mẫu, tất cả các kết quả đo đạc đều nằm trong tiêu chuẩn cho phép. Các kết quả bày là cơ sở để Cơ 14
  29. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày quan Quản lý Mơi trường địa phương giám sát chất lượng mơi trường khi dự án đi vào hoạt động. 2.4.2 Hiện trạng chất lượng mơi trường nước ngầm Bảng 2.2: Chất lượng nước ngầm khu vực dự án STT Chỉ tiêu Đơn vị NN QCVN 09:2008/BTN MT 1 pH - 6,88 5,5 – 8,5 2 Độ cứng tổng mg/l 10 500 (CaCO3) 3 Chất rắn tổng số TS mg/l 14 1500 4 Nitrat mg/l 0,675 15 5 Nitrit mg/l KPH (<103) 1 6 Fe mg/l 0,15 5 7 Amoni mg/l 0,02 0,1 8 As mg/l 0,004 0,05 9 Tổng Coliform MNP/100ml 3 3 ( Nguồn: Trung tâm tư vấn Cơng nghệ mơi trường và An tồn vệ sinh lao động, 10/2013) Ghi chú: QCVN 09:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm KPH: Khơng phát hiện. Nhận xét: Kết quả phân tích cho thấy tất cả các chỉ tiêu đều đạt quy chuẩn cho phép, quy chuẩn Việt Nam quy định giới hạn và thơng số các chất ơ nhiễm trong nước 15
  30. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày ngầm. Như vậy, nước ngầm khu vực thực hiện dự án cĩ chất lượng tương đối tốt. Đây cũng là kết quả để cơ quan quản lý mơi trường địa phương cĩ cơ sở để đánh giá mức độ tác động của dự án khi dự án đi vào hoạt động. 2.4.3 Hiện trạng chất lượng mơi trường nước mặt Bảng 2.3: Kết quả phân tích chất lượng nước mặt STT Thơng số Đơn vị tính NM QCVN 08:2008/BTN MT 1 pH - 7,12 5,5 – 9 2 TSS mg/l 55 50 3 COD mg/l 34 30 4 BOD5 mg/l 18 15 5 DO mg/l 5,24 <4 6 Amoni mg/l 0,75 0,5 7 Tổng Coliform MPN/100ml 2600 7500 ( Nguồn: Trung tâm tư vấn Cơng nghệ mơi trường và An tồn vệ sinh lao động, 10/2013) Ghi chú: QCVN 08:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng mơi trường nước mặt. Nhận xét: So sánh kết quả phân tích với Quy chuẩn 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt cho thấy tất cả các chỉ tiêu đều nằm trong giới hạn tiêu chuẩn cho phép. 2.4.4 Hiện trạng tài nguyên sinh học a. Hệ sinh thái trên cạn 16
  31. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Trên phần diện tích thực hiện dự án một phần là đất trống, một phần là diện tích đất trồng cao su khoảng 30 -31 năm tuổi, đang trong thời gian thu hoạch mĩt. Khu vực xung quanh dự án là đất trồng cao su, nhà dân và đất quy hoạch trung tâm hành chính huyện nên hệ sinh thái nghèo nàn, chủ yếu là các loại cây như cao su, khoai mì, cỏ dại, Hệ sinh thái động vật trên cạn tại khu vực này khơng cĩ các loại chim, thú quý hiếm nào. Sinh sống chủ yếu là các lồi bị sát và một số lồi thú như chim sẻ, chim sâu, dơi, chuột, sĩc, tắc kè, thằn lằn, b. Hệ sinh thái dưới nước Cách khu vực thực hiện dự án khoảng 1,4km về hướng Nam cĩ suối Cầu Xây nên hệ sinh thái dưới nước tại suối chủ yếu là các lồi cá nước ngọt, các lồi động thực vật phù du và các loại thực vật ưa nước mọc dại hai bên bờ. Theo số liệu khảo sát: - Thực vật phiêu sinh: 14 lồi, chủ yếu là lồi cá nước ngọt. - Động vật phiêu sinh: 8 lồi, chỉ cĩ lồi nước ngọt. - Động vật đáy: 2 lồi. 17
  32. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC. Xử lý cơ học (hay cịn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất khơng tan (rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi ) ra khỏi nước thải, điều hịa lưu lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải. Các cơng trình xử lý nước thải băng phương pháp cơ học thơng dụng. 3.1.1 Song chăn rác và lưới chắn rác. a. Song chắn rác. Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc cĩ thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất cĩ kích thước lơn như: Nhánh cây, gỗ, lá cây, giấy, nilơng, vải vụn và các loại rác khác. Đồng thời bảo vệ các cơng trình và thiết bị phía sau như bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn. Loại chắn rác Thô Mịn Trung bình (6-150mm) < 0,5µm < 6mm Lấy rác Lấy rác Cố định Di động thủ công cơ khí Hình 3.1: Phân loại song chắn rác 18
  33. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày A) B) Hình 3.2:A. Song chắn rác cơ giới; B. Song chắn rác thủ cơng Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn rác được chia thành 2 loại: * Song chắn rác thơ cĩ khảng cách giữa các thanh từ: 60 ÷ 100 mm. * Song chắn rác mịn cĩ khảng cách giữa các thanh từ: 10 ÷ 25 mm. 19
  34. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn cĩ kích thước lớn trong nước thải để đảm bảo cho các thiết bị và cơng trình xử lý tiếp theo. Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dịng chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ cơng hoặc cơ giới. Tốc độ nước chảy (v) qua các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s). Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi. Song chắn rác với cào rác thủ cơng chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ cĩ lượng rác < 0,1m3/ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim loại để lấy rác ra và cho vào máng cĩ lổ thốt nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để đưa đi xử lý tiếp tục. Song chắn rác với cào rác cơ giới hoạt động liên tục, răng cào lọt vào khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác cĩ liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động. Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1 m3/ng.đêm và khi dùng song chắn rác cơ giới thì phải đặt máy nghiền rác. Rác nghiền đưọc cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh trước song chắn. Khi lượng rác trên 1 Tấn/ngày.đêm cần phải thêm máy nghiền rác dự phịng. Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hĩa. Hiện nay ở một số nước trên thế giới người ta cịn dùng máy nghiền rác (communitor) để nghiền rác cĩ kích thước lớn thành rác cĩ kích thước nhỏ và đồng nhất để dễ dàng cho việc xử lý ở các giai đoạn kế tiếp, máy nghiền rác đã được thiết kế hồn chỉnh và thương mại hĩa nên trong giáo trình này khơng đưa ra các chi tiết của nĩ. Tuy nhiên nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý là cát sẽ làm mịn các lưỡi dao và sỏi cĩ thể gây kẹt máy. Mức giảm áp của dịng chảy biến thiên từ vài inches đến 0,9 m. 20
  35. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.3 Sơ đồ lắp đặt của một máy nghiền rác b. Lưới chắn rác. Lưới chắn rác dùng để khử các chất lơ lửng cĩ kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần quý khơng tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác cĩ kích thước nhỏ. Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1,0 mm. Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay trịn (hay cịn gọi là trống quay) hoặc đật trên các khung hình đĩa. Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn. 3.1.2 Bể lắng cát. Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải. Trong nước thải, bản thân cát khơng độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các cơng trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mịn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải cĩ bể lắng cát. Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp. Đơi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn cĩ lợi 21
  36. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng. Ở đây phải tính tốn thế nào để cho các hạt cát và các hạt vơ cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống cịn các chất lơ lửng hữu cơ khác trơi đi. Chú ý thời gian lưu tồn nước nếu quá nhỏ sẽ khơng bảo đảm hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ cĩ các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng thường được trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường ray để cơ giới hĩa việc xả cặn. Cĩ ba loại bể lắng cát chính: Bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dịng chảy (dạng chữ nhật hoặc vuơng), bể lắng cát cĩ sục khí hoặc bể lắng cát cĩ dịng chảy xốy (bể lắng cát ly tâm). Bể lắng cát ngang. 22
  37. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.4: Bể lăng cát ngang Bể lắng cát thổi khí. 23
  38. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.5: Bể lắng cát thổi khí Bể lắng cát ly tâm Hình 3.6. Sơ đồ bể lắng cát ngang với hệ thống cơ giới để lấy cặn 24
  39. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Sân phơi cát Cặn xả ra từ bể lắng cát cịn chứa nhiều nước nên phải phơi khơ ở sân phơi cát hoặc hố chứa cát đặt ở gần bể lắng cát. Chung quanh sân phơi cát phải cĩ bờ đắp cao 1  2 m. Kích thước sân phơi cát được xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn bằng 3  5 m/năm. Cát khơ thường xuyên được chuyển đi nơi khác. Khi đất thấm tốt (cát, á cát) thì xây dựng sân phơi cát với nền tự nhiên. Nếu là đất thấm nước kém hoặc khơng thấm nước (á sét, sét) thì phải xây dựng nền nhân tạo. Khi đĩ phải đặt hệ thống ống ngầm cĩ lỗ để thu nước thấm xuống. Nước này cĩ thể dẫn về trước bể lắng cát. 3.1.3 Bể tách dầu mỡ. Các cơng trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải cơng nghiệp. nhằm loại bỏ các tạp chất cĩ khối lượng riêng nhở hơn nước. các chất này sẽ bị bịt kín lỗ hổng giữa các vật liệu lọc trong bể sinh học và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aeroten, gây khĩ khăn trong quá trình lên men cặn. Hình 3.7. Sơ đồ bể tách dầu mỡ lớp mỏng 1. Cửa dẫn nước ra; 2. ống gom dầu; 3. Vách ngăn; 4. Tấm chất dẻo; 5. Lớp dầu; 6. ống xả nước thải vào; 7. Bộ phận lắng làm từ tấm gợn; 8. Bùn cặn 3.1.4 Bể điều hịa. 25
  40. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Bể điều hịa được dùng để duy trì dịng thải và nồng độ các chất ơ nhiễm vào cơng trình, làm cho cơng trình làm việc ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do dao động về nồng độ và lưu lượng của quá trình xử lý nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của quá trình xử lý sinh học. Bể điều hịa cĩ thể được phân làm ba loại như sau: - Bể điều hịa lưu lượng. - Bể điều hịa nồng độ. - Bể điều hịa cả lưu lượng và nồng độ. 3.1.5 Bể lắng. Bể lắng tách các chất khơng tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực. các bể lắng cĩ thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt cĩ thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn cĩ trong nước thải. Vì vậy, đây là quá trình quan trọng trong quá trình xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau xử lý sinh học. Để cĩ thể tăng cường quá trình lắng ta cĩ thể thêm vào chất đơng tụ sinh học. Bể lăng được chia làm ba loại: *Bể lắng ngang (cĩ hoặc khơng cĩ vách nghiêng) Hình 3.8: Bể lắng ngang *Bể lắng đứng: Cĩ mặt bằng hình trịn hoặc hình vuơng. Trong bể lắng hình trịn nước chuyển động theo phương bán kính (radian) 26
  41. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.9: Bể lắng đứng * Bể lắng li tâm: Mặt bằng hình trịn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung và được dẫn ra ngồi. Hình 3.10 Bể lắng li tâm 27
  42. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 3.1.6 Bể lọc. Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, cơng trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải cơng nghiệp. Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học cĩ thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất khơng hồ tan và 20% BOD, hiệu quả xử lý cĩ thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35 % theo BOD bằng các biện pháp làm thống sơ bộ hoặc đơng tụ cơ học. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử và xả lại vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi qua giai đoạn xử lý sinh học. Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các cơng nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm cĩ trong nước thải. Các loại bể lọc thường được phân loại như sau: + Lọc qua vách lọc. + Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. + Bể lọc châm. + Bể lọc nhanh. + Cột lọc áp lực. 28
  43. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.11: Bể lọc 3.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HĨA HỌC. Thực chất của phương pháp xử lý hố học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đĩ để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hố học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hồ tan nhưng khơng độc hại, khơng gây ơ nhiễm mơi trường. Phương pháp xử lý hố học thường được áp dụng để xử lý nước thải cơng nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp xử lý hố học cĩ thể hồn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải. 3.2.1 Phương pháp trung hồ. Dùng để đưa mơi trường nước thải cĩ chứa acid vơ cơ hoặc kềm về trạng thái trung tính pH = 6.5 – 8.5. Phương pháp này cĩ thể thực hiện bằng nhiều cách: Trộn lẫn nước thải chứa acid và chứa kềm, bổ sung thêm tác nhân hố học, lọc nước qua lớp vật liệu lọc cĩ tác dụng trung hồ, hấp thụ khí chứa acid bằng nước thải chứa kềm, nước thải của một số ngành cơng nghiệp, nhất là cơng nghiệp hĩa chất, do quá trình cơng nghệ cĩ thể chứa acid hoặc bazơ cĩ khả năng gây ăn mịn vật liệu, phá vỡ các quá trình 29
  44. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày sinh hĩa của các cơng trình xử lý sinh học, đồng thời gây ra các tác hại khác, do đĩ cần thực hiện quá trình trung hịa nước thải. Các phương pháp trung hịa bao gồm: - Trung hịa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm - Trung hịa dịch thải cĩ tinh acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hịa như: CaCO3, Dolomit, - Đối với dịch thải cĩ tính kiềm thì trung hịa bởi acid hoặc khí acid. Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hịa, cần dựa vào các yếu tố: - Loại acid hay bazơ cĩ trong nước thải và nồng độ của chúng. - Độ hịa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hĩa học. 3.2.2 Phương pháp đơng tụ và keo tụ. Dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo cĩ trong nước thải thành những bơng cĩ kích thước lớn hơn. Hình 3.12: Quá trình tạo bơng cặn. 30
  45. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.13: Sơ đồ bể kết tủa bơng cặn. Phương pháp đơng tụ - keo tụ là quá trình thơ hĩa các hạt phân tán và nhũ tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tượng lắng xảy ra. Sử dụng đơng tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán cĩ kích thước 1-100µm. Để tạo đơng tụ, cần cĩ thêm các chất đơng tụ như: 0 + Phèn nhơm Al2(SO4)3.18H2O. Độ hịa tan của phèn nhơm trong nước ở 20 C là 362 g/l. pH tối ưu từ 4.5-8. 0 + Phèn sắt FeSO4.7H2O. Độ hịa tan của phèn nhơm trong nước ở 20 C là 265 g/l. Quá trình đơng tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9. + Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O, + Vơi. 3.2.3 Phương pháp ozon hố. Đĩ là phương pháp hố học cĩ chứa các chất hữu cơ dạng hồ tan và dạng keo bằng ozon. Ozon sẵn sàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ. 3.2.4 Phương pháp điện hố học. Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hố điện hố trên cực anốt hoặc dùng để phục hồi các chất quý. 31
  46. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: Oxy hĩa ở anod và khử ở catod. Xử lý bằng phương pháp điện hĩa rất thuận lợi đối với những loại nước thải cĩ lưu lượng nhỏ và ơ nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vơ cơ đậm đặc. 3.2.5 Oxy hĩa khử. Đa số các chất vơ cơ khơng thể xử lý bằng phương pháp sinh hĩa được, trừ các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr, bị hấp thụ vào bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như: Hg, As, là những chất độc, cĩ khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hĩa khử. Cĩ thể dùng tác nhân oxy hĩa như: Cl2, H2O2, O2 khơng khí O3 hoặc pirozulite ( MnO2). Dưới tác dụng của oxu hĩa, các chất ơ nhiễm độc hại sẽ chuyển hĩa thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải. 3.2.6 Phương pháp quang xúc tác. Quá trình quang xúc tác là quá trình kích thích các phản ứng quang hĩa bằng chất xúc tác, dựa trên nguyên tắc chất xúc tác Cat nhận năng lượng ánh sáng sẽ chuyển sang dạng hoạt hĩa * Cat, sau đĩ * Cat sẽ chuyển năng lượng sang cho chất thải và chất thải sẽ bị biến đổi sang dạng mong muốn. Quá trình cĩ thể tĩm tắt như sau: Cat + năng lượng ánh sáng → * Cat * Cat + chất thải → * chất thải + Cat * Chất thải → sản phẩm Một số chất bán dẫn được sử dụng làm chất quang xúc tác trong đĩ zinc oxide ZnO, titanium dioxide TiO2, zinc titanate Zn2TiO2, cát biển, CdS là các chất cho hiệu quả cao. TiO2 rất hiệu quả trong việc phân hủy chloroform và urea (Kogo et al 1980), thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ như dimethyl phosphate (Harada et al, 1976). Cyanide (CN-) (10.6 ppm KCH, 0,01 M NaOH) cĩ thể bị phân hủy nhanh chĩng trong mơi trường cĩ chứa 5% TiO2 và chiếu sáng với nguồn sáng cĩ bước sĩng 350 nm (Carey and Oliver, 1980). Đầu tiên CN- bị oxy hĩa thành CNO-. Sau đĩ hàm lượng CNO- giảm dần chứng tỏ nĩ tiếp tục bị oxy hĩa. 32
  47. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Quá trình quang xúc tác xảy ra với bức xạ cĩ bước sĩng nhỏ hơn 4200oA tạo nên oxy hoạt tính phân hủy hồn tồn các chất thải hữu cơ thành CO2 và nước (Nemerow và Dasgupta, 1991). Hình 3.14: Sơ đồ xử lý chất thải độc hại bằng phương pháp quang hĩa. 3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HĨA LÝ. Trong dây chuyền cơng nghệ xử lý, cơng đoạn xử lý hĩa lý thường được áp dụng sau cơng đoạn xử lý cơ học. Phương pháp xử lý hĩa lý bao gồm các phương pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cơ đặc, lọc ngược Phương pháp hĩa lý được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vơ cơ hịa tan, cĩ nhiều ưu điểm như: + Loại được các hợp chất hữu cơ khơng bị oxy hĩa sinh học. + Khơng cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật. + Cĩ thể thu hồi các chất khác nhau. + Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn. 3.3.1 Tuyển nổi. Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha khí – nước và xảy ra khi cĩ năng lượng tự do trên bề mặt phân chia, đồng thời 33
  48. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở những nơi tiếp xúc khí – nước. + Tuyển nổi dạng bọt: Được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất khơng tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hịa tan. + Phân ly dạng bọt: Được ứng dụng để xử lý các chất hịa tan cĩ trong nước thải, ví dụ như chất hoạt động bề mặt. Ưu điểm: Phương pháp tuyển nổi là cĩ thể thu cặn với độ ẩm nhở, cĩ thể thu tạp chất. phương pháp tuyển nổi được sử dụng nhiều trong các ngành cơng nghiệp như: Tơ sợi nhân tạo, thực phẩm Hình 3.15:Bể tuyển nổi kết hợp với cơ đặc bùn 3.3.2 Trích ly. Tách các chất bẩn hồ tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sung một chất dung mơi khơng hồ tan vào nước, nhưng độ hồ tan của chất bẩn trong dung mơi cao hơn trong nước. 34
  49. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.16: Tháp trích ly. 3.3.3 Hấp phụ. Hấp phụ là thu hút chất bẩn lêm bề mặt của chất hấp thụ, phần lớn là chất hấp phụ rắn và cĩ thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hay động. Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất hấp thụ cĩ thể bị giải hấp phụ và chuyển ngược lại vào chất thải. Các chất hấp thụ thường được sử dụng là các loại vật liệu xốp tự nhiên hay nhân tạo như tro, mẫu vụn than cốc, than bùn silicagen, keo nhơm, đất sét hoạt tính, và các chất hấp phụ này cịn cĩ khả năng tai sinh để tiếp tục sử dụng. Hình 3.17: Sơ đồ tháp lọc hấp phụ. 35
  50. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 1. Phểu để điều chỉnh pH của nước thải khi dẫn vào tháp; 2,3,4 Tháp chứa than hoạt tính; I. Van mở; II. Van đĩng 3.3.4 Chưng bay hơi. Là chưng nước thải để các chất hồ tan trong đĩ cùng bay hơi lên theo hơi nước. Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi dễ hình thành các lớp riêng biệt và do đĩ dễ dàng tách các chất bẩn ra. 3.3.5 Trao đổi ion. Là phương pháp thu hồi các Kation và Anion bằng các chất trao đổi ion. Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên hiên hoặc vật liệu lọc nhân tạo. Chúng khơng hồ tan trong nước và trong dung mơi hữu cơ, cĩ khả năng trao đổi ion. 3.3.6 Tách bằng màng. Là phương pháp tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng bán thấm. Đĩ là các màng xốp đặc biệt khơng cho các hạt keo đi qua. 3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC. Thực chất của phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh để phân huỷ - oxy hố các chất hữu cơ ở dạng keo và hồ tan cĩ trong nước thải. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ cĩ trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng như: Cacbon, nitơ , phosphor, kali, vi sinh vật sử dụng vật chất này để kiến tạo tế bào cũng như tích luỹ năng lượng cho quá trình sinh trường và phát triển chính vì vậy sinh khối vi sinh vật khơng ngừng tăng lên. Những cơng trình xử lý sinh học phân thành hai nhĩm: Những cơng trình trong đĩ quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên: Cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học thường quá trình xử lý xảy ra chậm. Những cơng trình trong đĩ quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo: Bể lọc sinh học ( bể biophin ), bể làm thống sinh học (bể aeroten) Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn. Quá 36
  51. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày trình xử lý sinh học cĩ thể đạt hiệu suất khử trùng 99,9% (trong các cơng trình trong điều kiện tự nhiên) theo BOD tới 90- 95 %. Cơng trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các cơng trình cơ học, hĩa học, hĩa lý. 3.4.1 Cơng trình xử lý trong điều kiện tự nhiên. a. Ao hồ sinh học (Ao hồ ổn định nước thải). Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa. Phương pháp này cũng khơng yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao. Quy trình được tĩm tắt như sau: Nước thải → loại bỏ rác, cát, sỏi → Các ao hồ ổn định → Nước đã xử lý.  Hồ hiếu khí. Ao nơng 0,3 – 0,5 m cĩ quá trình oxy hĩa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. gồm 2 loại: Hồ làm thống tự nhiên và hồ làm thống nhân tạo. Hình 3.18: Ao hiếu khí với hệ thống cung cấp khí.  Hồ kị khí. 37
  52. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc khơng cĩ điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống khơng cần oxy của khơng khí. Chúng sử dụng oxy từ các hợp chất như nitrat, sulfat Để oxy hĩa các chất hữu cơ và các loại rươu và khí CH4, H2S,CO2, và khí và nước. Chiều sâu của hồ khá lớn khoảng 2 – 6 m.  Hồ tùy nghi. Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hịa tan cĩ đều ở trong nước và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng lắng. Ao hồ tùy nghi được chia làm ba vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khi tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí. Chiều sâu của hồ khoảng 1 – 1,5 m. Hình 3.19: Hồ tùy nghi  Hồ ổn định bậc ba. Nước thải sau khi xử lý cơ bản (bậc II) chưa đạt tiêu chuẩn là nước sạch để xả vào nguồn thì cĩ thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các cơng trình xử lý bậc III là ao hồ ổn định sinh học kết hợp với thả bèo nuơi cá. b. Phương pháp xử lý qua đất. Thực chất của quá trfnh xử lý là: Khi lọc nước thải qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo ra một màng gồm nhiều vi sinh 38
  53. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hịa tan trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ sử dụng oxy của khơng khí qua các khe đất và chuyển hĩa các chất hữu cơ thành các hợp chất khống. + Cánh đồng tưới. + Cánh đồng lọc. Hình 3.20: Xử lý nước thải bằng đất 3.4.2 Các cơng trình xử lý hiếu khí nhân tạo. Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo cĩ thể kể đến hai quá trình cơ bản: + Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lủng. + Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính. 39
  54. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Các cơng trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí như: Aeroten bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật bám dính), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay a. Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aeroten. Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa sào sự hoạt động sống của si sinh vật hiếu khí. Trong bể Aeroten, các chất lơ lửng đĩng vai trị là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bơng cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bơng cặn cĩ mầu nâu sẩm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vơ số vi khuẩn và vi sinh vật khác. Các vi sinh vật đồng hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phĩng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Như vậy các chất hữu cơ cĩ trong nước thải được chuyển hĩa thành các chất vơ cơ như H2O, CO2 khơng độc hại cho mơi trường. Quá trình sinh học cĩ thể diễn ra tĩm tắt như sau: Chất hữu cơ + Vi sinh vật + oxy NH3 + H2O + Năng lượng + Tế Bào mới Hay cĩ thể viết: Chất thải + Bùn hoạt tính + Khơng khí Sản phẩm cuối + Bùn hoạt tính dư. Hình 3.21: Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong bể bùn hoạt tính Một số loại bể Aeroten thường dùng trong xử lý nước thải.  Bể Aeroten truyền thống. 40
  55. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Nước thải Bể Bể Xả ra lắng Bể Aerotank lắng đợt 1 đợt 2 nguồn tiếp nhận Tuần hoàn bùn hoạt tính Xả bùn tươi Xả bùn hoạt tính thừa Hình 3.22: Sơ đồ cơng nghệ bể Aeroten truyền thống.  Bể Aeroten tải trọng cao. Hoạt động của bể Aeroten tải trọng cao tương tự như bể cĩ dịng chảy nút, chịu được tải trọng chất bẩn cao và cĩ hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít năng lượng, lượng bùn sinh ra thấp. Nước thải đi vào cĩ đọ nhiễm bẩn cao, thường là BOD>500 mg/l. Tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000 mg BOD/g bùn (khơng cho) trong một ngày đêm.  Bể Aeroten cĩ hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dịng chảy. Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aeroten được giảm dần từ đầu đến cuối bể do đĩ nhu cầu cung cấp oxy cũng tỷ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ. Ưu điểm: - Giảm được lương khơng khí cấp vào bể tức là giảm cơng suất của máy thổi khí - Khơng cĩ hiện tượng làm thống quá mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của vi khuẩn khử các hợp chất Nitơ. - Cĩ thể áp dụng tải trọng cao(F/M cao), chất lượng nước ra tốt.  Bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định(Contact Stabilitation). Bể cĩ 2 ngăn: Ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh. 41
  56. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Xả bùn tươi Bể Aerotank Xả bùn hoạt tính thừa Ngăn tái sinh Tuần hoàn bùn bùn hoạt tính Nước thải Bể Bể Xả ra lắng Ngăn tiếp xúc lắng đợt 1 đợt 2 nguồn tiếp nhận Hình 3.23: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc. Ưu điểm của dạng bể này là Bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc cĩ dung tích nhỏ, chịu được sự dao động của lưu lượng và chất lượng nước thải, cĩ thể ứng dụng cho nước thải cĩ hàm lượng keo cao.  Bể Aeroten làm thống kéo dài. Khi nước thải cĩ tỉ số F/M (Tỉ lệ giữa BOD5 và bùn hoạt tính mg BOD5/mg bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thơng khí thường 20-30h Lưới chắn rác Nước thải Bể Aerotank làm Bể Xả ra thoáng kéo dài lắng 20 -30 giờ lưu đợt 2 nguồn tiếp nhận nươc trong bể Tuần hoàn bùn hoạt tính Định kỳ xả bùn hoạt tính thừa Hình 3.24: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thống kéo dài.  Bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh. 42
  57. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Máy khuấy bề mặt Nước thải Bể Bể Xả ra lắng lắng đợt 1 đợt 2 nguồn tiếp nhận Tuần hoàn bùn Xả bùn tươi Xả bùn hoạt tính thừa Hình 3.25 : Sơ đồ làm việc của bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh. Ưu điểm: Pha lỗng ngay tức khác nồng độ các chất ơ nhiễm trong tồn thể tích bể, khơng xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho loại nước thải cĩ chỉ số bùn cao, cặn khĩ lắng.  Oxytank. Dựa trên nguyên lý làm việc của Aeroten khuấy đảo hồn chỉnh người ta thay khơng khí nén bằng sục khí oxy tinh khiết. Hình 3.26: Oxytank. Ưu điểm: Hiệu suất cao nên tăng được tải trọng BOD. Giảm thời gian sục khí. Lắng bùn dễ dàng. 43
  58. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Giảm bùn đáng kể trong quá trình xử lý.  Mương oxy hĩa. Mương oxy hĩa là dạng cải tiến của bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh cĩ dạng vịng hình chữ O làm viếc trong chế độ làm thống kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hồn liên tục trong mương.  Bể lọc sinh học – Biofilter. Là cơng trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ cĩ trong nước thải nhờ quá trình oxy hĩa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Cĩ 2 dạng: + Bể lọc sinh học nhỏ giọt: Là bể lọc sinh học cĩ lớp vật liệu lọc khơng ngập nước. Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l. Với lưu lượng nước thải khơng quá 1000 m3/ngày. + Bể lọc sinh học cao tải: Lớp vật liệu lọc đặt ngập trong nước. Tải trọng nước thải tới10 ÷ 30m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc sinh học nhỏ giọt. Tháp lọc sinh học cũng cĩ thể được xem như là một bể lọc sinh học nhưng cĩ chiều cao khá lớn. Hình 3.27: Bể lọc sinh học cao tải. 44
  59. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày  Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors) RBC gồm một loại đĩa trịn xếp liền nhau bằng polystyren hay PVC. Những đĩa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ. Trong khi vận hành, sinh vật tăng trưởng sẽ bám dính vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên tồn bộ bề mặt ướt của đĩa. Đĩa quay làm cho sinh khối luơn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và khơng khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Hình 3.28: Đĩa quay sinh học RBC  Bể sinh học theo mẻ SBR( Sequence Batch Reactor). SBR là một bể dạng của bể Aeroten. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song chắn rác, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Ưu điểm là khử được các hợp chất Nitơ, photpho khi vận hành đúng quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Bể SBR hoạt động theo 5 pha: + Pha làm đầy (fill): Thời gian bơm nước vào bể kéo dài từ 1 – 3 giờ. Dịng nước thải được đưa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy. Trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tùy thuộc vào mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, 45
  60. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày quá trình làm đầy cĩ thể thay đổi linh hoạt: Làm đầy – tĩnh, làm đầy – hịa trộn, làm đầy sục khí. + Pha phản ứng, thổi khí (React): Tạo phản ứng sinh hĩa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thống bề mặt để cung cấp oxy vào nước và khuấy trộng đều hỗn hợp. Thời gian làm thống phụ thuộc vào chất lượng nước thải, thường khoảng 2 giờ. Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hĩa cĩ thể thực hiện, chuyển nitơ từ 2- - dạng N-NH3 sang N-NO2 và nhanh chĩng chuyển sang dạng N-NO3 . + Pha lắng(settle): Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong mơi trường tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cơ đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ. + Pha rút nước ( draw): Khoảng 0.5 giờ. + Pha chờ: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể. Xả bùn dư là một giai đoạn quan trọng khơng thuộc 5 giai đoạn cơ bản trên, nhưng nĩ cũng ảnh hưởng lớn đến năng suất của hệ. Lượng và tần xuất xả bùn được xác định bởi năng suất yêu cầu, cũng giống như hệ hoạt động liên tục thơng thường. Trong hệ hoạt động gián đoạn, việc xả thường được thực hiện ở giai đoạn lắng hoặc giai đoạn tháo nước trong. Đặc điểm duy nhất là ở bể SBR khơng cần tuần hồn bùn hoạt hĩa. Hai quá trình làm thống và lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, cho nên khơng cĩ sự mất mát bùn hoạt tính ở giai đoạn phản ứng và khơng phải tuần hồn bùn hoạt tính để giữ nồng độ. 46
  61. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.29: Quá trình vận hành bể SBR b. Các cơng trình xử lý sinh học kị khí. Phân hủy kị khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy chất hữu cơ thành các chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện khơng cĩ oxy. Việc chuyển hĩa các acid hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Năng lượng hữu cơ chuyển hĩa thành khí vào khoảng 80  90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32  35 oC. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kị khí là lượng bùn sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hợn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. Trong quá trình lên men kị khí, thường cĩ 4 nhĩm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau: - Thủy phân: Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme như các polysaccharide và protein thành các các phức chất đợn giản hoặc chất hịa tan như amino acid, acid béo Kết quả của sự bẻ gãy mạch cacbon chưa làm giảm COD. - Acid hĩa: Ở giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hĩa các chất hịa tan thành chất đơn giản như acid beo dễ bay hơi, alcohols các axít lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. sự hình thành các acid cĩ thể làm ph giảm xuống 4.0. - Acetic hĩa (acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hĩa các sản phẩm của giai đoạn acid hĩa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới. 47
  62. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày - Mêtan hĩa (methanogenesis): Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân hủy kị khí. Axít acetic, H2, CO2 , axít formic và methanol chuyển hĩa thành mêtan, CO2 và sinh khối.  Phương pháp kị khí với sinh trưởng lơ lửng. Phương pháp tiếp xúc kị khí. Bể lên men cĩ thiết bị trộn và bể lắng riêng. Quá trình này cung cấp phân ly và hồn lưu các vi sinh vật giống, do đĩ cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 – 12 giờ. Thiết bị khử khí giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu địi hỏi phải tăng gấp đơi. Bể UASB ( Upflow anaerobic Sludge Blanket). Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đĩ chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bơng bùn) và chất hữu cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. nước thải thiếp theo đĩ chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. sau đĩ ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hồn lưu lại vùng lớp bơng bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nĩ rất quan trọng khi vận hành UASB. Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5  10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhở. Để duy trì lớp bơng bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dịng chảy thường lấy khoảng 0,6  0,9 m/h. 48
  63. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.30: Bể UASB. 1. Đầu vào, 2. Đầu ra, 3. Biogas 4. Thiết bị giữ bùn (VSV), 5. Khu vực cĩ it bùn hơn  Phương pháp kị khí với sinh khối gắn kết. Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá màng hữu cơ (ANAFIZ). Lọc kị khí với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc cĩ thể được vận hành ở chế độ dịng chảy ngược hoặc xuơi. Giá thể trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nĩ cũng được phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hĩa. Bể kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX). Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bở dịng nước dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích là lớn nhất. Ưu điểm: + Ít bị tắc nghẽn trong quá trình làm việc với vật liệu lọc. + Khở động nhanh chĩng. + Khơng tẩy trơi các quần thể sinh học bám dính trên vật liệu. 49
  64. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày + Cĩ khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng. 3.5 PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG. Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng của cơng nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh chứa trong nước thải trước khi xả ra nguồn nước. Khử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ tiêu diệt hồn tồn các vi sinh vật cịn quá trình khử trùng thì khơng tiêu diệt hết các vi sinh vật. Quá trình khử trùng dùng để tiêu diệt các vi khuẩn, virus, amoeb gây ra các bệnh thương hàn, phĩ thương hàn, lỵ, dịch tả, sởi, viêm gan Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hĩa chất, sử dụng các quá trình cơ lý, sử dụng các bức xạ. Trong phần này chúng ta chỉ bàn đến việc khử trùng bằng các hĩa chất. Các hĩa chất thường sử dụng cho quá trình khử trùng là chlorine và các hợp chất của nĩ, bromine, ozone, phenol và các phenolic, cồn, kim loại nặng và các hợp chất của nĩ, xà bơng và bột giặt, oxy già, các loại kiềm và axít. o Cl2 hịa tan rất mạnh trong nước (7160 mg/L ở 20 C và 1atm). Khi hịa tan trong nước nĩ tạo thành hypochlorous acide + - Cl2 + H2O > HOCl + H + Cl Hypochlorous acide sau đĩ bị ion hĩa thành hypochlorite ion. HOCL > OCl- + H+ HOCl và OCl- được coi là lượng chlor tự do hữu dụng. Các dạng khác như calcium hypochlorite cũng được sử dụng Thời gian tiếp xúc giữa chlorine và nước thải từ 15  45 phút, ít nhất phải giữ được 15 phút ở tải đỉnh. Bể tiếp xúc chlorine thường được thiết kế theo kiểu plug-flow (ngoằn ngoèo). Vận tốc tối thiểu của nước thải phải từ 2  4,5 m/phút để tránh lắng bùn trong bể. 50
  65. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.31: Hệ thống khử trùng Hình 3.32: Sơ đồ một bể tiếp xúc chlorine 51
  66. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 3.6 XỬ LÝ CẶN. Nhiệm vụ của xử lý cặn là: - Làm giảm thể tích và độ đẩm của cặn. - ổn định cặn. - Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác. Rác (gồm các tạp chất khơng tan, kích thước lớn: Cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau ) được giữ lại ở song chắn rác cĩ thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác khơng lớn) hay nghiền rác và sau sau đĩ dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý. Cát từ các bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng với mục đích khác. Cặn tươi từ bể lắng I dẫn đến bể mêtan để xử lý. Một phần bùn hoạt tính dư (vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt II, được dẫn tới bể nén bùn để làm giảm độ ẩm và thể tích sau đĩ được dẫn vào bể mêtan để tiếp tục xử lý. Cặn ra khỏi bể mêtan thường cĩ độ ẩm cao(96% – 97%) để giảm thể tích cặn và làm ráo nước cĩ thể ứng dụng các cơng trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: Sân phơi bùn, hồ chứa bùn hoặc trong điều kiện nhân tạo: Thiết bị lọc chân khơng, thiết bị ép dây đai, thiết bị li tâm độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55% - 75%. Tiếp tục làm giảm thể tích cặn cĩ thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng khác nhau: Thiết bị sấy trống, dạng khí nén, băng tải, sau khi sấy độ ẩm cịn 25% - 30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển. 3.7 SƠ LƯỢC VỀ CÁC VI SINH VẬT TRONG VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.7.1 Quá trình hiếu khí và hiếu khí khơng bắt buộc (tùy nghi) Để thiết kế và vận hành một bể xử lý sinh học cĩ hiệu quả chúng ta phải nắm vững các kiến thức sinh học cĩ liên quan đến quá trình xử lý. Trong các bể xử lý sinh học các vi khuẩn đĩng vai trị quan trọng hàng đầu vì nĩ chịu trách nhiệm phân hủy các thành phần hữu cơ trong nước thải. Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất thải hữu cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí và hiếu khí khơng bắt buộc sử dụng để lấy năng 52
  67. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày lượng để tổng hợp các chất hữu cơ cịn lại thành tế bào vi khuẩn mới. Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các giống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrát hĩa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngồi ra cịn cĩ cácloại hình sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và Geotrichum. Ngồi các vi khuẩn các vi sinh vật khác cũng đĩng vai trị quan trọng trong các bể bùn hoạt tính. Ví dụ như các nguyên sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm cho nước thải đầu ra sạch hơn về mặt vi sinh. Khi bể xử lý được xây dựng xong và đưa vào vận hành thì các vi khuẩn cĩ sẵn trong nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong một mẻ cấy vi khuẩn. Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động ổn định cĩ thể dùng bùn của các bể xử lý đang hoạt động gần đĩ cho thêm vào bể mới như là một hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử lý. Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn: + Giai đoạn chậm (lag-phase): Xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào hoạt động và bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể. Đây là giai đoạn để các vi khuẩn thích nghi với mơi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào. + Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): Giai đoạn này các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng. Tốc độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lượng thức ăn trong mơi trường. + Giai đoạn cân bằng (stationary phase): Lúc này mật độ vi khuẩn được giữ ở một số lượng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, số lượng vi khuẩn sinh ra bằng với số lượng vi khuẩn chết đi. + Giai đoạn chết (log-death phase): Trong giai đoạn này số lượng vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lượng vi khuẩn được sinh ra, do đĩ mật độ vi khuẩn trong bể giảm nhanh. 53
  68. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Giai đoạn này cĩ thể do các lồi cĩ kích thườc khả kiến hoặc là đặc điểm của mơi trường. Hình 3.33: Một đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn trong bể xử lý. Cũng cần nĩ thêm rằng đồ thị trên chỉ mơ tả sự tăng trưởng của một quần thể vi khuẩn đơn độc. Thực tế trong bể xử lý cĩ nhiều quần thể khác nhau và cĩ đồ thị tăng trưởng giống nhau về dạng nhưng khác nhau về thời gian tăng trưởng cũng như đỉnh của đồ thị. Trong một giai đoạn bất kỳ nào đĩ sẽ cĩ một lồi cĩ số lượng chủ đạo do ở thời điểm đĩ các điều kiện như pH, oxy, dinh dưỡng, nhiệt độ phù hợp cho lồi đĩ. Sự biến động về các vi sinh vật chủ đạo trong bể xử lý được biểu diễn trong hình bên dưới. Khi thiết kế và vận hành hệ thống xử lý chúng ta phải để ý tới cả hệ vi sinh vật này, khơng nên nghĩ rằng đây là một "hộp đen" với những vi sinh vật bí mật. 54
  69. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hình 3.34: Đồ thị về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong xử lý nước thải Như đã nĩi ở trên vi khuẩn đĩng vai trị quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý nước thải. Do đĩ trong các bể này chúng ta phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương thích với lưu lượng các chất ơ nhiễm đưa vào bể. Điều này cĩ thể thực hiện thơng qua quá trình thiết kế và vận hành. Trong quá trình thiết kế chúng ta phải tính tốn chính xác thời gian tồn lưu của vi khuẩn trong bể xử lý và thời gian này phải đủ lớn để các vi khuẩn cĩ thể sinh sản được. Trong quá trình vận hành, các điều kiện cần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn (pH, chất dinh dưỡng, nhiệt độ, khuấy trộn ) phải được điều chỉnh ở mức thuận lợi nhất cho vi khuẩn. Bảng 3.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các cơng trình xử lý nước thải hiếu khí Loại Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của cơng trình Loại bể phản ứng Bùn hoạt tính Thời gian lưu của nước thải trong bể phản ứng Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ 55
  70. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hiệu suất sục khí Thời gian lưu trữ VSV trong bể phản ứng Tỉ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M) Tỉ lệ bùn bơm hồn lưu về bể phản ứng Các chất dinh dưỡng Các yếu tố mơi trường (nhiệt độ, pH) Loại nguyên liệu làm giá bám và chiều cao của cột nguyên liệu này Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Bể lọc sinh học nhỏ Hiệu suất thơng khí giọt Tỉ lệ hồn lưu Cách sắp xếp các cột lọc Cách phân phối lưu lượng nước Số bể, đĩa Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Đĩa quay sinh học Bộ phận truyền động Mật độ của nguyên liệu cấu tạo đĩa (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991) 3.7.2 Quá trình yếm khí Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện khơng cĩ oxy. Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên người ta thường đơn giản hĩa chúng bằng phương trình sau đây: Lên men yếm khí Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S Quá trình phân hủy yếm khí được chia thành 3 giai đoạn chính như sau: 56
  71. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 1. Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử. 2. Tạo nên các axít. 3. Tạo methane.  Các nhân tố mơi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men yếm khí Quá trình lên men yếm khí cĩ thể được khởi động một cách nhanh chĩng nếu như chất thải của một hầm ủ đang hoạt động được dùng để làm chất mồi (đưa vi khuẩn đang hoạt động vào mẻ ủ). Hàm lượng chất rắn trong nguyên liệu nạp cho hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 5 - 10%, 90 - 95% cịn lại là nước. + Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ và sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày và các mùa ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy chất hữu cơ. Thơng thường biên độ nhiệt sau đây được chú ý đến trong quá trình xử lý yếm khí: + 25 - 40oC: Đây là khoảng nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa ấm. + 50 - 65oC: Nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa nhiệt. Nĩi chung khi nhiệt độ tăng tốc độ sinh khí tăng nhưng ở nhiệt độ trong khoảng 40 - 45oC thì tốc độ sinh khí giảm vì khoảng nhiệt độ này khơng thích hợp cho cả hai loại vi khuẩn, nhiệt độ trên 60oC tốc độ sinh khí giảm đột ngột và quá trình sinh khí bị kềm hãm hồn tồn ở 65oC trở lên. Hình 3.35: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh khí của hầm ủ 57
  72. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Ở các nước vùng ơn đới nhiệt độ mơi trường thấp; do đĩ tốc độ sinh khí chậm và ở nhiệt độ dưới 10oC thể tích khí sản xuất được giảm mạnh. Để cải thiện tốc độ sinh khí người ta cĩ thể dùng Biogas đun nĩng nguyên liệu nạp, hoặc đun nước nĩng để trao đổi nhiệt qua các ống hình xoắn ốc lắp đặt sẵn trong lịng hầm ủ. Ngồi ra người ta cịn dùng các tấm nhựa trong để bao hầm ủ lại, nhiệt độ bên trong tấm nhựa trong sẽ cao hơn nhiệt độ mơi trường từ 5 - 10oC, hoặc thiết kế cho phần trên hầm ủ chứa nước và lượng nước này được đun nĩng lên bằng bức xạ mặt trời, hoặc tạo lớp cách nhiệt với mơi trường bằng cách phủ phân compost hoặc lá cây lên hầm ủ. + Ảnh hưởng của pH và độ kiềm (alkalinity): pH trong hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 6,6 - 7,6 tối ưu trong khoảng 7 - 7,2 vì tuy rằng vi khuẩn tạo acid cĩ thể chịu được pH thấp khoảng 5,5 nhưng vi khuẩn tạo methane bị ức chế ở pH đĩ. pH của hầm ủ cĩ khi hạ xuống thấp hơn 6,6 do sự tích tụ quá độ các acid béo do hầm ủ bị nạp quá tải hoặc do các độc tố trong nguyên liệu nạp ức chế hoạt động của vi khuẩn methane. Trong trường hợp này người ta lập tức ngưng nạp cho hầm ủ để vi khuẩn sinh methane sử dụng hết các acid thừa, khi hầm ủ đạt được tốc độ sinh khí bình thường trở lại người ta mới nạp lại nguyên liệu cho hầm ủ theo đúng lượng quy định. Ngồi ra người ta cĩ thể dùng vơi để trung hịa pH của hầm ủ. Alkalinity của hầm ủ nên được giữ ở khoảng 1.000 - 5.000 mg/L để tạo khả năng đệm tốt cho nguyên liệu nạp. + Ảnh hưởng của độ mặn: Thường trên 90% trọng lượng nguyên liệu là nước. TTNLM đã tìm hiểu khả năng sinh Biogas của hầm ủ tùy thuộc nồng độ muối trong nước. Kết quả cho thấy vi khuẩn tham gia trong quá trình sinh khí methane cĩ khả năng dần dần thích nghi với nồng độ của muối ăn NaCl trong nước. Với nồng độ < 0,3% khả năng sinh khí khơng bị giảm đáng kể. Như vậy việc vận hành các hệ thống xử lý yếm khí tại các vùng nước lợ trong mùa khơ khơng gặp trở ngại nhiều (Lê Hồng Việt, 1988). + Các chất dinh dưỡng: 58
  73. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Để bảo đảm năng suất sinh khí của hầm ủ, nguyên liệu nạp nên phối trộn để đạt được tỉ số C/N từ 25/1 - 30/1 bởi vì các vi khuẩn sử dụng carbon nhanh hơn sử dụng đạm từ 25 - 30 lần. Các nguyên tố khác như P, Na, K và Ca cũng quan trọng đối với quá trình sinh khí tuy nhiên C/N được coi là nhân tố quyết định. + Ảnh hưởng lượng nguyên liệu nạp: Ảnh hưởng của lượng nguyên liệu nạp cĩ thể biểu thị bằng 2 nhân tố sau: + Hàm lượng chất hữu cơ biểu thị bằng kg COD/m3/ngày hay VS/m3/ngày + Thời gian lưu trữ hỗn hợp nạp trong hầm ủ HRT Lượng chất hữu cơ nạp cao sẽ làm tích tụ các acid béo do các vi khuẩn ở giai đoạn 3 khơng sử dụng kịp làm giảm pH của hầm ủ gây bất lợi cho các vi khuẩn methane. + Ảnh hưởng của các chất khống trong nguyên liệu nạp: Các chất khống trong nguyên liệu nạp cĩ tác động tích cực hoặc tiêu cực đến quá trình sinh khí methane. Ví dụ ở nồng độ thấp Nikel làm tăng quá trình sinh khí. Các chất khĩang này cịn gây hiện tượng cộng hưởng hoặc đối kháng. Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng tăng độc tính của một nguyên tố do sự cĩ mặt một nguyên tố khác. Hiện tượng đối kháng là hiện tượng giảm độc tính của một nguyên tố do sự cĩ mặt của một nguyên tố khác. + Khuấy trộn: Khuấy trộn tạo điều kiện cho vi khuẩn tiếp xúc với chất thải làm tăng nhanh quá trình sinh khí. Nĩ cịn làm giảm thiểu sự lắng đọng của các chất rắn xuống đáy hầm và sự tạo bọt và váng trên mặt hầm ủ. 59
  74. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN Tính toán lượng nước thải khu dân cư 5.000 người Lượng nước thải phát sinh cho mỗi người: qtc = 150 L/người/ngày N = 5000 người Bảng 4.1: Nhu cầu dùng nước của KDC Tân Khai Nhu cầu Dân số quy hoạch Tiêu chuẩn Lưu lượng (l/người.ngđ) (m3/ngđ) Nhu cầu sinh 5000 150 750 hoạt trung bình Nhu cầu sinh Qshmax = 975 hoạt ngày dùng Qsh.Khmax nước lớn nhất (Kmax = 1,3) Nhu cầu cơng Qdv = 10%Qsh 10% 75 cộng và dịch vụ Nhu cầu tưới Qcc = 10%Qsh 10% 75 cây, rửa đường Rị rỉ, dự Qrr = 20%(Qsh + 20% 180 phịng Qcc + Qdv) Tổng nhu cầu Qshmax + Qcc + 1305 Qdv+ Qrr Nước thải của dự án bao gồm nước thải sinh hoạt từ các căn hộ sống trong khu dân cư, khu dịch vụ. Lưu lượng nước thải sinh hoạt được tính bằng 80% nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt của dự án 60
  75. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 3 Qthải = ( Qsh + Qdv) x 80% = (975 + 75)x0,8 = 840 m /ngày đêm. 3 Qtt = Qthai . k = 840 . 1,1 = 924 m / ngày đêm Trong đĩ k : Hệ số khơng điều hịa ngày k = 1,1÷1,3, chọn k = 1,1 (Điểm 3.2 TCXD 51-2008) Vậy chọn cơng suất là 1000m3/ngày đêm. 4.2 THƠNG SỐ NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO Bảng 4.2:Các thơng số nước thải đầu vào của KDC Tân Khai Thành phần Đơn vị Giá trị Thơng số tính tốn pH - 6,8 – 7,8 - SS mg/l 100 – 200 220 BOD mg/l 110 - 220 250 COD mg/l 250 – 400 400 N tổng mg/l 25 – 30 25 P tổng mg/l 10 – 20 15 Tổng Coliform MNP/100ml 105 - 108 106 4.3 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI YÊU CẦU SAU XỬ LÝ Nước thải sau xử lý cần đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam theo QCVN 14:2008/BTNMT, cột A, với một số chỉ tiêu cơ bản: 61
  76. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Bảng 4.3: QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn nước thải sinh hoạt STT Thơng số Đơn vị đo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A 1 pH - 5 – 9 2 BOD5 mg/l 30 3 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 50 (TSS) − 4 Nitrat ( 3 ) (Tính mg/l 30 theo N) 5 Phosphat mg/l 6 5− (푃 4 ) tính theo P 6 Tổng Coliform MNP/100ml 3000 4.4 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Với tính chất nước thải và yêu cầu xử lý đã nêu trên, đề xuất cơng nghệ xử lý cho Trạm xử lý nước thải tập trung Khu dân cư Tân Khai như sau: Tiền xử lý: - Loại bỏ rác, cặn thơ. - Điều hịa nồng độ và lưu lượng chất thải. - Các thiết bị kiểm sốt trong khâu này được điều khiển hồn tồn tự động. Xử lý bậc 2 ( Xử lý sinh học hiếu khí lơ lửng) 62
  77. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày - Sử dụng cơng nghệ Aerotank để chuyển hĩa các chất hữu cơ trong nước thải (BOD, COD, SS) thành khí CO2 và H2O. - Khử các chất dinh dưỡng Nito, Photphose cĩ trong nước thải. Xử lý bậc 3 - Lọc nhanh qua bể lọc áp lực - Khử trùng nước thải Xử lý bùn dư - Bùn dư được nén để tách bớt nước trong bể nén bùn rồi đưa ra sân phơi bùn để làm khơ tự nhiên. Sơ đồ cơng nghệ:  Phương án 1: 63
  78. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Nước thải Song ch ắn rác Bể thu gom Bể vớt dầu Bể điều hịa Cấp khí Mương oxi hĩa Bùn tuần hồn Chlorine Bể lắ ng Bùn dư Bể nén bùn Bể kh ử trùng Bồn lọc áp lực Máy ép bùn Nguồn tiếp nhận (QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A) Hình 4.1: Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt KDC Tân Khai – Phương án 1 64
  79. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Thuyết minh cơng nghệ Nước thải từ các điểm sử dụng nước theo các hố ga thốt nước bẩn được tập trung về bể thu gom của hệ thống xử lý nước thải tập trung với lưu lượng Q = 1.000m3/ngày.đêm. Trước khi vào bể gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lược rác thơ để loại bỏ cặn rắn cĩ kích thước lớn hơn 10mm ra khỏi dịng thải. Từ bể gom, nước thải được bơm qua bể vớt dầu, bể vớt dầu cĩ nhiệm vụ vớt dầu mỡ cĩ trong nước thải. Tiếp theo nước được bơm lên bể điều hịa từ bể vớt dầu. Bể điều hịa cĩ nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và các thành phần (BOD, COD ) của nước thải. Bể điều hịa được bố trí hệ thống sục khí nhằm tạo sự xáo trộn tránh hiện tượng lắng cặn và phân hủy kỵ khí trong bể này, đồng thời tạo mơi trường đồng nhất cho dịng thải trước khi qua các bước xử lý tiếp theo. Nước thải từ bể điều hịa sẽ được bơm đến bể xử lý sinh học hiếu khí – Mương oxi hĩa. Quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra nhờ vào lượng oxy hịa tan trong nước, được sử dụng bởi các VSV hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ. Nước thải sau khi qua quá trình xử lý sinh học sẽ tự chảy vào bể lắng. Tại đây sẽ diễn ra quá trình lắng các bơng bùn hoạt tính. Nước sau lắng sẽ tràn vào máng răng cưa và tự chảy sang bể khử trùng. Tại bể khử trùng nước thải được tiếp xúc với hĩa chất chlorine với thời gian thích hợp để tiêu diệt các vi trùng gây bệnh. Sau đĩ nước thải sẽ được bơm lên bồn lọc áp lực để làm sạch lần cuối trước khi xả thải. Tại đây các cặn lơ lửng hoặc bơng bùn cịn sĩt lại sau khi qua bể lắng bùn và các vi sinh vật sẽ được loại bỏ tiếp. Cuối cùng nước thải theo cống thốt ra nguồn tiếp nhận. Ưu nhược điểm của phương án: Ưu điểm 65
  80. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày - Vận hành đơn giản. - Ít tốn tiền đầu tư Nhược điểm - Thời gian xử lý lâu. - Tốn nhiều diện tích xây dựng do cĩ mương oxy hĩa.  Phương án 2: 66
  81. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Nước thải Song ch ắn rác Bể thu gom Bể vớt dầu Bể điều hịa Cấp khí Bể Aerotank Bùn tuần hồn Chlorine Bể lắ ng Bùn dư Bể nén bùn Bể kh ử trùng Bồn lọc áp lực Máy ép bùn Nguồn tiếp nhận (QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A) Hình 4.2: Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt KDC Tân Khai – Phương án 2 67
  82. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Thuyết minh quy trình cơng nghệ Nước thải từ các điểm sử dụng nước theo các hố ga thốt nước bẩn được tập trung về bể thu gom của hệ thống xử lý nước thải tập trung với lưu lượng Q = 1.000m3/ngày.đêm. Trước khi vào bể gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lược rác thơ để loại bỏ cặn rắn cĩ kích thước lớn hơn 10mm ra khỏi dịng thải. Từ bể gom, nước thải được bơm lên bể vớt dầu, bể vớt dầu cĩ nhiệm vụ vớt dầu mỡ cĩ trong nước thải. Tiếp theo nước thải được bơm sang bể điều hịa. Bể điều hịa cĩ nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và các thành phần (BOD, COD ) của nước thải. Bể điều hịa được bố trí hệ thống sục khí nhằm tạo sự xáo trộn tránh hiện tượng lắng cặn và phân hủy kỵ khí trong bể này, đồng thời tạo mơi trường đồng nhất cho dịng thải trước khi qua các bước xử lý tiếp theo. Nước thải từ bể điều hịa sẽ được bơm đến bể xử lý sinh học hiếu khí - Aerotank. Quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra nhờ vào lượng oxy hịa tan trong nước, được sử dụng bởi các VSV hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ. Nước thải sau khi qua quá trình xử lý sinh học sẽ tự chảy vào bể lắng. Tại đây sẽ diễn ra quá trình lắng các bơng bùn hoạt tính. Nước sau lắng sẽ tràn vào máng răng cưa và tự chảy sang bể khử trùng. Tại bể khử trùng nước thải được tiếp xúc với hĩa chất chlorine với thời gian thích hợp để tiêu diệt các vi trùng gây bệnh. Sau đĩ nước thải sẽ được bơm lên bồn lọc áp lực để làm sạch lần cuối trước khi xả thải. Tại đây các cặn lơ lửng hoặc bơng bùn cịn sĩt lại sau khi qua bể lắng bùn và các vi sinh vật sẽ được loại bỏ tiếp. Cuối cùng nước thải theo cống thốt ra nguồn tiếp nhận. Ưu nhược điểm của phương án Ưu điểm - Khả năng xử lý nước thải cĩ tỷ lệ BOD/COD cao 68
  83. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày - Hiệu quả xử lý cao từ 90 – 95% - Thích hợp với nguồn thải cĩ lưu lượng lớn - Dễ xây dựng và vận hành. Nhược điểm - Ít tốn diện tích. - Tốn năng lượng do phải sử dụng bơm để tuần hồn bùn và bơm cấp khí nén. 4.5 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN Dựa vào 2 phương án đã nêu trên và nhiệm vụ đưa ra, ta lựa chọn phương án cĩ tính khả thi hiệu quả nhất và ít tốn kém nhất. Trong 2 phương án thì phương án 2 đáp ứng đủ điều kiện nhất nên ta sẽ lựa chọn phương án này để thiết kế hệ thống xử lý. 69
  84. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 1000 3 Lưu lượng trung bình:푄푛 = . đê 푡 푛 à 3 푄ℎ = 41,67 푡 ℎ 0,011575 3 푙 푄푠 = = 11,575 푡 푠 푠 Bảng 5.1: Bảng hệ số khơng điều hịa chung K0 푙 Hệ Lưu lượng nước thải trung bình 푄푠 ( ) 푡 푠 số 5 10 20 50 100 300 500 1000 ≥ khơng 5000 điều hịa chung K0 퐾0 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,5 1,5 1,4 1, 5 7 4 퐾0 𝑖푛 0,3 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0, 8 5 5 9 2 6 9 71 (Nguồn: TCXD 51 – 2008) 푠 Với 푄푡 = 11,575 l/s, dựa vào bảng trên ta nội suy được: 퐾0 = 2,0644 퐾0 𝑖푛 = 0,4579 70
  85. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Lưu lượng theo giờ lớn nhất: ℎ ℎ 푄푡 = 푄푡 . 퐾0 = 41,67 . 2,0644 = 86,02 m3/h Lưu lượng theo giờ nhỏ nhất: ℎ ℎ 푄푡 𝑖푛 = 푄푡 . 퐾0 𝑖푛 = 41,67 . 0,4579 = 19,08 m3/h 5.1 SONG CHẮN RÁC 5.1.1 Nhiệm vụ Loại bỏ các rác, cặn cĩ kích thước lớn nhằm đảm bảo an tồn cho máy bơm, các cơng trình và các thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định. 5.1.2 Vật liệu Mương dẫn được xây dựng bằng bê tơng cốt thép Thanh chắn bằng Inox khơng gỉ. 5.1.3 Tính tốn song chắn rác Lưu lượng nước thải Q = 1000 m3/ngày. Đêm 1000 Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ 푄ℎ = = 41,67 3/h 푡 24 ℎ 3 Lưu lượng nước thải theo giờ lớn nhất 푄 = 86,02 /h - Chọn bề rộng mương dẫn: Bk = 250mm - Kích thước khe hở của thanh chắn: b = 16mm - Gĩc nghiêng đặt SCR α = 600 - Vận tốc nước trung bình qua các khe hở: vk = 0,6 -1 m/s, chọn vk = 0,8 m/s 71
  86. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Xác định song chắn rác Số khe hở của song chắn rác: Chọn loại SCR cĩ 2 thanh đặt sát tường: Bề dày thanh chắn S = 8mm Chiều rộng thanh chắn b = 16mm SCR đặt trong mương dẫn nên bề rộng SCR bằng bề rộng mương: Bs = Bk = 250mm Chiều rộng SCR được tính theo cơng thức: Bs = S(n-1) + b.n Số thanh song chắn rác: + 푆 250+8 n = 푠 = = 10,75 푆+ 8+16 Chọn n = 11 thanh. Số khe hở = n+1 = 11 +1 = 12 khe Độ sâu mực nước trong mương dẫn: ℎ 푄 n = x 3600.푣 .ℎ1. ℎ 푄 => ℎ1 = x 3600. .푛.푣 Vk = 0,8 m/s kz : hệ số tính đến sự thu hẹp dịng chảy, chọn kz = 1,05 72
  87. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 86,02 ℎ = . 1,05 = 0,169 Chọn ℎ = 0,17 1 3600.0,8.11.0,016 1 Tổn thất qua SCR 푣2 ℎ = . . 휀 푠 2 = 2,42 = 1,83 = 1,67 = 1,97 = 0,92 휀: hệ số tổn thất cục bộ 푆 4 휀 = 훽. ( )3. 푠𝑖푛훼 : Hệ số phụ thuộc hình dạng thanh đan, chọn  = 2,42 8 4 휀 = 2,42. ( )3. 푠𝑖푛60 = 0,83 16 k : hệ số tính tới sự tăng tổn thất áp lực do rác bám vào SCR k = 2÷3, chọn k = 3 vmax : vận tốc lớn nhất qua SCR, vmax = 0,8 m/s 0,82 ℎ = 0,83. . 3= 0,081m = 8,1 cm 푠 2.9,81 Chiều cao xây dựng song chắn rác H = hs + h1 + ht = 0,081 + 0,17 + 0,25 = 0,501 m ; chọn H = 0,5 m 73
  88. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Chiều cao song chắn rác : 0,5 = = = 0,577 푆 sin 60 sin 60 Hình chiếu song chắn rác lên phương ngang: d = 푆 . cos 60 = 0,57. cos 60 = 0,285 Chọn chiều dài mương dẫn đặt song chắn rác là 1,5m Tính tốn lượng rác giữ lại Dân số tính tốn là 5000 người. Lượng rác giữ lại = lượng rác lấy ra trong 1 ngày đêm từ song chắn rác: . 푊 = 365 . 1000 Trong đĩ: a: lượng rác tính cho 1 người /năm, từ 5 – 6 l/người.năm, chọn a = 5 l/người.năm N: dân số tính tốn 5.5000 3 => 푊 = = 0,068 365.1000 푛 à Vậy khối lượng rác được tính theo cơng thức: P = 푊 . = 0,068 . 750 = 51 kg/ngày Với G: là khối lượng riêng của rác, G = 750 kg/m3 74
  89. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hàm lượng SS và BOD5 của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4% cịn lại: SS = SSbd .96% = 220 . 0.96 = 211,2 mg/l BOD5 = BODbd . 96% = 250 . 0,96 = 240 mg/l 5.2 BỂ THU GOM 5.2.1 Chức năng Đảm bảo cột nước tối thiểu cho bơm nước thải đầu vào, lắng cát, chất lơ lửng cĩ kích thước lớn, đảm bảo cao độ cho hệ thống thốt nước tự chảy. 5.2.2 Vật liệu Bể được xây dựng bằng bê tơng cốt thép. 5.2.3 Tính tốn bể thu gom 3 Lưu lượng giờ max: 푄ℎ = 86,02 ℎ Chọn thời gian lưu nước là t = 20 phút ( t = 10 – 60 phút) ( Lâm Minh Triết – Xử lý nước thải đơ thị và cơng nghiệp, NXB ĐHQG Tp HCM, 2006) ℎ 20 Thể tích bể tiếp nhận: Vtn = 푄 . 푡 = 86,02 . = 28,67 3 60 Chọn chiều cao cơng tác của bể là h1 = 3m Chọn chiều cao bảo vệ là hbv = 0,5m (hbv = 0,3 – 0,7m) Chiều cao tồn phần của bể là: 75
  90. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày H = h1 + hbv = 3 + 0,5 = 3,5m 28,67 Tiết diện của bể là: F = 푡푛= = 8,2 2 3,5 Chọn bể cĩ tiết diện hình chữ nhật với L (m) .B (m) = 3 (m) . 3 (m) Các thơng số xây dựng bể thu gom là: L.B.H = 3.3.3,5 Đường kính ống dẫn nước thải từ bể thu gom qua bể điều hịa, lấy bằng nhựa PVC cĩ đường kính ống dẫn đầu ra của bơm ∅ 90 5.3 BỂ TÁCH DẦU MỠ 5.3.1 Chức năng Bể tách dầu mỡ cĩ nhiệm vụ giữ lại phần mỡ váng nổi lên trên bề mặt nước thải, đảm bảo cho cơng trình vi sinh hoạt động tốt. Phần dầu mỡ nổi lên trên mặt bể sẽ theo đường ống thu dầu mỡ chảy đến thùng chứa, sau đĩ được giao cho cơng ty mơi trường đơ thị thu gom và xử lý. 5.3.2 Vật liệu Bể được xây dựng bằng vật liệu bê tơng cốt thép. 5.3.3 Tính tốn Thể tích bể: 86,02.30 W = Qh × T = = 43,01 m3 max 60 Trong đĩ: W : Thể tích bể tách dầu, m3; 76
  91. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày h 3 Qmax : Lưu lượng giờ lớn nhất, m /h; T : Thời gian lưu nước 30 phút. Chọn: Chiều cao hữu ích của bể là : H = 3 m Chiều cao bảo vệ của bể là : Hbv = 0,5 m Chiều cao xây dựng của bể: Hxd = H + Hbv = 3 + 0,5 = 3,5 m Diện tích hữu ích của bể: W 15,625 43,01 F = = = 14,34 m2, chọn F = 14,5 m H 2 3 Chọn chiều dài bể : 5 m. Chọn chiều rộng bể : 2,9 m. Thể tích thực của bể: 3 Wt = 5. 2,9.3,5 = 50,75 m . Chọn khoảng cách từ thành bể đến vách ngăn phân phối nước vào và ra là 0,5 m. Để phân phối nước đều trên tồn bộ diện tích đầu vào và thu nước ra đều ở đầu ra, đặt song vách phân phối nước cĩ khe hở chiếm 5% diện tích mặt cắt ngang ở đầu vào và 10% diện tích khe ở đầu ra. Cứ 1 m3 nước thải chứa 2‰ lượng dầu mỡ cần phải vớt Vậy lượng dầu mỡ cần phải vớt trung bình là: 1000 × 2 ‰ = 2 m3/ngày. 77
  92. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 5.4 BỂ ĐIỀU HỊA 5.4.1 Chức năng Nước thải từ bể thu gom được đưa vào bể điều hịa. Trong bể cĩ bố trí hệ thống sục khí liên tục nhằm mục đích điều hịa lưu lượng và hịa trộn đều nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải. 5.4.2 Vật liệu Bể điều hịa được xây dựng bằng vật liệu bê tơng cốt thép 5.4.3 Tính tốn kích thước bể điều hịa Thể tích bể điều hịa: h W = Qmax . t = 86,02 . 4 = 344,1m2 Với t : thời gian lưu nước trong bể điều hịa t = 2÷6 (h), chọn t = 4h Chiều cao xây dựng bể Hxd = H + hbv = 4,5 + 0,5 = 5m Trong đĩ : H : chiều cao cơng tác của bể, H = 4,5m hbv : chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 m Chọn bể cĩ tiết diện ngang hình chữ nhật Tiết diện bể: 344,1 F = = 68,8 m2 5 Chọn chiều dài bể : L = 14 m Chọn chiều rộng bể : B = 5 m Thể tích thực theo thiết kế : 78
  93. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 3 Vtk = L x B x Hxd = 14 x 5 x 5 = 350m Đường kính ống dẫn nước thải đầu vào từ bể điều hịa qua bể Aerotank lấy bằng đường kính ống đầu ra của bơm 90 Vậy chọn ống dẫn nước vào và ra bể điều hịa bằng nhựa PVC cĩ đường kính 90 mm Tính tốn hệ thống cấp khí cho bể điều hịa: Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi trong bể điều hịa cần cung cấp một lượng khí thường xuyên. Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hịa Qkk = q x Vtk x 60 Trong đĩ : 3 q : lượng khí cần cung cấp cho 1 m dung tích trong bể điều hịa trong 1 phút, 2 q = 0,01 ÷ 0,015 m3 khí/m bể.phút 3 2 Chọn q = 0,015 m khí/m bể.phút (Nguồn : Trịnh Xuân Lai – Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải, 2000) Vtk : thể tích thực theo thiết kế của bể điều hịa 3 => Qkk = 0,015 x 350 x 60 = 315 m /h Lưu lượng khí qua mỗi đĩa Chọn đĩa phân phối cĩ đường kính 270mm 3 3 Chọn vận tốc khí khi đi qua 1 đĩa phân phối là vkk = 6 - 8m /h Chọn vkk = 8 m /h 푄 315 = = 39,4 đĩ 푣 8 Chọn 40 đĩa. 79
  94. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Đường kính ống phân phối khí chính: 4.푄 4 .315 D = √ = √ = 0,1 m .푣표푛𝑔 .10.3600 Vống : vận tốc khí trong ống chính, vống = 10÷15 m/s, chọn vống = 10 m/s Vậy chọn D = 100mm Chọn ống sắt tráng kẽm (Tiêu chuẩn : BS1387-85, ASTM – A53; Hai đầu khơng cĩ ren, dài 6m/cây; Áp lực : Max 16kg/cm2) 100 mm cung cấp khí vào bể điều hịa. Chọn hệ thống cấp khí bằng ống sắt tráng kẽm gồm 1 ống dẫn khí chính và 4 ống nhánh để cung cấp khí cho bể điều hịa Lượng khí qua mỗi ống nhánh 푄 315 3 qkk= = = 78,75 m /h 4 4 đường kính ống dẫn khí nhánh 4.푞 d= √ .푣표푛𝑔 vkk vận tốc khí trong ống nhánh, vkk = 10 – 15m/s, chọn vkk = 12 m/s. 4.78,75 d = √ = 0,048 .12.3600 chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, cĩ đường kính ∅ 49 cường độ sục khí trên 1m chiều dài ống qkk 78,75 q= = = 5,625 m3/h.m 퐿 14 với L: chiều dài ống khí tối đa bằng chiều dài bể. Sử dụng đĩa phân phối khí dạng trịn cĩ đục lỗ để cung cấp khí liên tục cho bể, với mỗi ống nhánh ta bố trí 10 đĩa phân phối khí. Tính tốn máy thổi khí Áp lực cần thiết của hệ thống phân phối khí 80
  95. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày Hc = hd + hc + hf + H Trong đĩ : hd : tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn hc : tổn thất cục bộ, hd + hc ≤ 0,4m, chọn hd + hc = 0,3 m hf : tổn thất qua thiết bị phân phối khí, hf ≤ 0,5 m, chọn hf = 0,5 m H : chiều sâu cơng tác của bể điều hịa, H = 5 m (hf không vượt quá 0,5m, tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0,4m) => Hc = 0,3 + 0,5 + 5 = 5,8 m Công suất máy nén khí 34400 * p 0,29 1 * q  N = k 102 * Trong đó: 3 qkk: lưu lượng không khí, qkk = 315 m /h = 87,5 l/s  : hiệu suất bơm, chọn  = 0,8 q: áp lực của khí nén (at), (được tính theo công thức149 xử lý nước thải của PGS.TS Hoàng Huệ) 10,33 H 10,33+5,8 p = c = = 1,56 (amt) 10,33 10,33 34400(1,560,29−1).87,5.10−3 N = = 5,1 (kw) 102.0,8 Hàm lượng SS, COD và BOD5 của nước thải sau khi qua bể điều hịa giảm 5%, cịn lại SS = SSv . 95% = 211,2 . 0,95 = 200,64 mg/l v BOD5 = BOD5 . 95% = 240 . 0,95 = 228 mg/l COD = CODv . 95% = 400 . 0,95 = 380 mg/l 81
  96. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày 5.5 BỂ AEROTANK 5.5.1 Chức năng Nước thải sau khi qua bể lắng và phân hủy bùn cĩ chứa các chất hồ tan là các chất lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí (Aerotank). Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đĩng vai trị là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bơng cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hố chúng thành các chất trơ khơng hồ tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hồ tan sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải đi vào trong bể khơng đủ để làm kết tủa nhanh các chất hữu cơ. Do đĩ phải sử dụng lại bùn tiến trình lắng xuống đáy của bể lắng II bằng cách tuần hồn bùn ngược lại bể Aerotank để duy trì nồng độ đủ của vi sinh vật trong bể. Bùn dư ở bể lắng II được xả qua bể nén bùn. 5.5.2 Thơng số thiết kế Lưu lượng nước thải Qtb = 1.000m3/ngày đêm = 41,67 m3/h Lượng BOD đầu vào = lượng BOD đầu ra của bể điều hịa : La= 228 mg/l Tỉ số BOD5/COD = 0.6 Nhiệt độ nước thải 300C. Hàm lượng chất rắn lơ lửng dẫn vào bể Aerotank C3 = 200,64 mg/l Hàm lượng BOD5 trong nước thải cần đạt sau khi xử lý: Lt =30 mg/l Hàm lượng cặn lơ lửng (SS) trong nước thải sau khi xử lý: Cs= 50 mg/l. Giả sử rằng cặn lơ lửng trong nước thải đầu ra là chất rắn sinh học (bùn hoạt tính), trong đĩ cĩ 80% là chất dễ bay hơi và 60% là chất cĩ thể phân huỷ sinh 82
  97. Tính tốn thiết kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Cơng suất 1000m3/ngày học. Lượng cặn bay hơi ra khỏi bể lắng là 80% độ tro là 20%. Chế độ xáo trộn hồn tồn. 5.5.3 Tính tốn bể Aerotank Xác định nồng độ BOD5 của nước thải đầu vào và ra của bể Aerotank BOD5v = BOD5 điều hịa ra = 228 mg/l BOD5r = 30 mg/l (QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A) Tính nồng độ hồ tan trong nước thải đầu ra theo quan hệ sau: BOD5r = BOD5 hồ tan nước đầu vào + BOD5 của chất lơ lửng đầu ra. + BOD5 chất lơ lửng trong nước thải đầu ra tính như sau: Phần cĩ khả năng phân huỷ sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là: 0.6*50 = 30 mg/l; BOD hồ tan của chất rắn cĩ khả năng phân huỷ sinh học ở đầu ra là: 30 mg/l * 1.42 mg O2 tiêu thụ/ mg tế bào bị Oxy hố = 42.6 mg/l; (Lượng BOD5 bị oxy hố chuyển thành cặn tăng lên 1.42 lần, 1 mg BOD5 tiêu thụ 1.42 mgO2) ( T.S Trịnh Xuân Lai- Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải) BOD của chất lơ lửng cĩ khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra BOD5ll = 42.6 x 0,6 = 25,56 mg/l ht ht 30 mg/l = BOD5 +25,56 mg/l BOD5 = 30-25,56 = 4,44 mg/l (Lâm Minh Triết - Xử Lý Nước Thải Đơ Thị Và Cơng Nghiệp Tính Tốn Và Thiết Kế Cơng Trình ) 83