Đồ án Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải Khu Dân cư - Dịch vụ - Cư xá công nhân Sài Gòn - Bình Phước tại xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước công suất 300 m3/ngày.đêm

162 trang thiennha21 12/04/2022 7891

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải Khu Dân cư - Dịch vụ - Cư xá công nhân Sài Gòn - Bình Phước tại xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước công suất 300 m3/ngày.đêm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_tinh_toan_thiet_ke_tram_xu_ly_nuoc_thai_khu_dan_cu_dic.pdf

Nội dung text: Đồ án Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải Khu Dân cư - Dịch vụ - Cư xá công nhân Sài Gòn - Bình Phước tại xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước công suất 300 m3/ngày.đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ – DỊCH VỤ – CƯ XÁ CƠNG NHÂN SÀI GỊN – BÌNH PHƯỚC Ở XÃ MINH HƯNG, HUYỆN BÙ ĐĂNG, TỈNH BÌNH PHƯỚC CƠNG SUẤT 300 M3/NGÀY.ĐÊM Ngành : MƠI TRƯỜNG Chuyên ngành : KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN MINH THANH TÙNG MSSV: 1151080293 Lớp: 11DMT03 TP. Hồ Chí Minh, 2015
LỜI CAM ĐOAN Sau thời gian theo học tại trường Đại học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, chuyên ngành Kỹ thuật Mơi trường, nay em đã hồn thành Đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài “Tính tốn, thiết kế trạm xử lý nước thải Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước tại xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước cơng suất 300 m3/ngày.đêm”. Các số liệu sử dụng trong Đồ án là số liệu thực được lấy từ Thuyết minh của Dự án; tài liệu tham khảo đều cĩ trích dẫn nguồn một cách rõ ràng và cụ thể. Em xin cam đoan tự mình thực hiện Đồ án, khơng sao chép Đồ án, Luận văn của bất cứ ai dưới bất kỳ hình thức nào. Em xin chịu trách nhiệm về sự cam đoan của mình. TP.HCM, ngày 20 tháng 08 năm 2015 SINH VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN MINH THANH TÙNG
LỜI CẢM ƠN Tính tốn và thiết kế các quy trình hệ thống xử lý nước cấp, nước thải, khí thải, chất thải rắn, là một trong những nhu cầu chính yếu, khơng thể thiếu được của sinh viên ngành kỹ thuật mơi trường. Qua các mơn học lý thuyết sinh viên đã được trang bị hệ thống kiến thức cần thiết. Tuy nhiên, để tiếp cận thực tế và nâng cao các kỹ năng này cần nối kết, cụ thể hố các lý thuyết tính tốn đã học. Điều này là mắc xích then chốt trong việc chuẩn bị kiến thức sinh viên, Đồ án tốt nghiệp đã đáp ứng tốt vai trị này. Chính vì lý do đĩ sinh viên ngành Kỹ thuật Mơi trường cần hồn thành tốt Đồ án tốt nghiệp. Trước tiên em xin chân thành cảm ơn đến Thầy Nguyễn Xuân Trường cùng tồn thể các Thầy Cơ Khoa Mơi Trường & Cơng Nghệ Sinh Học & Thực Phẩm Trường Đại Học Cơng nghệ Tp.Hồ Chí Minh, đã giảng dạy, chỉ bảo, truyền đạt nguồn kiến thức và những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian làm Đồ án tốt nghiệp để em hồn thành Đồ án tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn gia đình em đã tạo điều kiện học hành, chăm sĩc, thương yêu và giúp đỡ để em cĩ thể hồn thành được Đồ án. Xin cảm ơn đến tồn thể bạn bè cùng lớp đã giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và làm Đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã nổ lực hết mình, nhưng với khả năng, kiến thức và thời gian cĩ hạn nên khơng thể tránh khỏi những sai sĩt trong quá trình thực hiện Đồ án này. Kính mong quý thầy cơ chỉ dẫn, giúp đỡ để em ngày càng hồn thiện vốn kiến thức của mình. Em chân thành cảm ơn !
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2 1.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2 1.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 1.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2 1.4. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI 3 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG TẠI KHU DÂN CƯ – DỊCH VỤ – CƯ XÁ CƠNG NHÂN SÀI GỊN – BÌNH PHƯỚC (KHU DÂN CƯ “MINH HƯNG XANH”) 4 2.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ – XÃ HỘI CỦA DỰ ÁN 4 2.1.1. Vị trí địa lý 4 2.1.2. Điều kiện về địa hình, địa chất 5 2.1.3. Điều kiện về khí tượng 5 2.1.4. Điều kiện thủy văn, hải văn 7 2.1.5. Sơ lược về điều kiện kinh tế - xã hội 8 2.2. QUY HOẠCH TỔNG THỂ MẶT BẰNG KHU DÂN CƯ 9 2.2.1. Tính chất và chức năng 9 2.2.2. Quy mơ 10 2.2.3. Các hạng mục xây dựng của khu dân cư 10 2.2.4. Nhu cầu cấp nước, cấp điện 17 2.2.5. Tiến độ thực hiện dự án 18 2.3. ĐÁNH GIÁ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI KHI DỰ ÁN ĐI VÀO HOẠT ĐỘNG 19 -i-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3.1. Nước mưa chảy tràn 19 2.3.2. Nước thải sinh hoạt 20 2.3.3. Nước thải y tế 22 2.3.4. Nước rửa lọc từ trạm cấp nước 22 2.3.5. Nước thải từ các trạm rửa xe 22 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 24 3.1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 24 3.1.1. Nguồn gốc và phân loại 24 3.1.2. Thành phần và tính chất của nước thải 25 3.1.3. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt 27 3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 28 3.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 28 3.2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hố lý 35 3.2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hố học 39 3.2.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 41 3.2.5. Xử lý cặn 52 3.3. SƠ LƯỢC VỀ CÁC VI SINH VẬT TRONG VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 52 3.3.1. Quá trình hiếu khí và hiếu khí khơng bắt buộc (tùy nghi) 52 3.3.2. Quá trình yếm khí 55 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN , ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÙ HỢP KHU DÂN CƯ – DỊCH VỤ – CƯ XÁ CƠNG NHÂN SÀI GỊN – BÌNH PHƯỚC 58 4.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ 58 4.2. TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO 58 -ii-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.3. TIÊU CHUẨN XẢ THẢI 59 4.4. ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 60 4.4.1. Phương án 1 61 4.4.2. Phương án 2 62 4.5. SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 62 4.6. THUYẾT MINH CƠNG NGHỆ LỰA CHỌN 64 4.6.1. Phương án 2 64 4.6.2. Phương án 1 66 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI KHU DÂN CƯ – DỊCH VỤ – CƯ XÁ CƠNG NHÂN SÀI GỊN – BÌNH PHƯỚC 67 5.1. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ CẦN XỬ LÝ VÀ THƠNG SỐ TÍNH TỐN . 67 5.2. SONG CHẮN RÁC 69 5.3. NGĂN TIẾP NHẬN 74 5.4. BỂ TÁCH DẦU MỠ 76 5.5. BỂ ĐIỀU HỊA 77 5.6. BỂ SBR (SEQUENCING BATCH REACTOR) 82 5.7. BỂ TRUNG GIAN 94 5.8. BỒN LỌC ÁP LỰC 95 5.9. BỂ KHỬ TRÙNG 102 5.10. BỂ NÉN BÙN 104 5.11. SÂN PHƠI BÙN 107 5.12. BỂ AEROTANK (PHƯƠNG ÁN 1) 109 5.13. BỂ LẮNG ĐỨNG (PHƯƠNG ÁN 1) 120 5.14. BỂ NÉN BÙN (PHƯƠNG ÁN 1) 126 5.15. SÂN PHƠI BÙN (PHƯƠNG ÁN 1) 129 -iii-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 6: DỰ TỐN KINH PHÍ ĐẦU TƯ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆU QUẢ 131 6.1. DỰ TỐN KINH PHÍ ĐẦU TƯ (PHƯƠNG ÁN 2) 131 6.1.1. Dự tốn chi phí xây dựng (phương án 2) 131 6.1.2. Dự tốn chi phí phần thiết bị (phương án 2) 131 6.1.3. Chi phí nhân cơng 135 6.1.4. Chi phí điện năng (phương án 2) 135 6.1.5. Chi phí sửa chữa và bảo dưỡng (phương án 2) 136 6.1.6. Chi phí hố chất 136 6.1.7. Chi phí khấu hao (phương án 2) 136 6.1.8. Chi phí xử lý 1 m3 nước thải (phương án 2) 137 6.2. DỰ TỐN KINH PHÍ ĐẦU TƯ (PHƯƠNG ÁN 1) 137 6.2.1. Dự tốn chi phí xây dựng (phương án 1) 137 6.2.2. Dự tốn chi phí phần thiết bị (phương án 1) 137 6.2.3. Chi phí điện năng (phương án 1) 141 6.2.4. Chi phí sửa chữa và bảo dưỡng (phương án 1) 142 6.2.5. Chi phí khấu hao (phương án 1) 143 6.2.6. Chi phí xử lý 1 m3 nước thải (phương án 1) 143 6.3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ HIỆU QUẢ 143 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 144 7.1. KẾT LUẬN 144 7.2. KIẾN NGHỊ 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 -iv-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical oxygen demand - Nhu cầu oxy sinh hĩa COD : Chemical oxygen demand - Nhu cầu oxy hố học DO : Dissolved oxygen - Hàm lượng Oxy hồ tan F/M : Tỷ lệ thức ăn trên vi sinh vật. MLSS : Mixed liquor suspended solids - Nồng độ bùn hoạt tính tính theo SS MLVSS : Mixed liquor volatile spended solids - Nồng độ bùn hoạt tính tính theo VSS SS : Suspended solids - Chất rắn lơ lửng TSS : Total suspended solids - Chất rắn lơ lửng tổng cộng VSS : Volatile suspended solids - Chất rắn lơ lửng cĩ khả năng hố hơi. XLNT : Xử lý nước thải VSV : Vi sinh vật TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng Cơng ty TNHH NLSH : Cơng ty trách nhiệm hữu hạn nhiên liệu sinh học Cơng ty TNHH MTV : Cơng ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên -v-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng tổng hợp diện tích xây dựng nhà ở Bảng 2.2 Nhu cầu cấp nước cho dự án Bảng 2.3 Bảng tính tốn phụ tải điện Bảng 2.4 Nồng độ các chất ơ nhiễm cĩ trong nước mưa chảy tràn Bảng 2.5 Lưu lượng nước thải sinh hoạt của từng cơng trình chính Bảng 2.6 Ước tính tải lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải sinh hoạt Bảng 3.1 Thành phần đặc trưng NTSH chưa xử lý Bảng 3.2 Các giai đoạn của quá trình đơng tụ , kết bơng Bảng 3.3 .Các yếu tố ảnh hưởng hoạt động của cơng trình xử lý nước thải hiếu khí Bảng 4.1 Thành phần nước thải sinh hoạt đặc trưng Bảng 4.2 So sánh 2 phương án xử lý Bảng 5.1 Hệ số khơng điều hịa chung của nước thải sinh hoạt Bảng 5.2 Hệ số  để tính sức cản cục bộ của song chắn Bảng 5.3 Lượng rác tính trên đầu người trong năm Bảng 5.4 Thơng số tính tốn song chắn rác Bảng 5.5 Tổng hợp tính tốn bể thu gom Bảng 5.6 Thơng số thiết kế bể tách dầu Bảng 5.7 Bảng tĩm tắt kết quả tính tốn bể điều hịa Bảng 5.8 Hệ số động học bùn hoạt tính ở 20oC. Bảng 5.9 Cơng suất hịa tan oxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn Bảng 5.10 Thơng số tính tốn kích thước bể SBR Bảng 5.11 Thơng số tính tốn thiết kế bể trung gian Bảng 5.12 Kích thước vật liệu lọc Bảng 5.13 Tốc độ rửa ngược bằng nước và khí đối với bể lọc cát một lớp và lọc Anthracite Bảng 5.14 Các thơng số thiết kế bể lọc áp lực Bảng 5.15 Bảng tĩm tắt các thơng số thiết kế bể khử trùng -vi-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 5.16 Tổng hợp thơng số tính tốn bể nén bùn Bảng 5.17 Tải trọng cặn trên 1 m2 sân phơi bùn Bảng 5.18 Thơng số tính tốn kích thước sân phơi bùn Bảng 5.19 Bảng tĩm tắt các thơng số thiết kế bể Aerotank (phương án 1) Bảng 5.20 Thơng số tính tốn bể lắng đứng (phương án 1) Bảng 5.21 Tổng hợp thơng số tính tốn bể nén bùn (phương án 1) Bảng 5.22 Thơng số tính tốn kích thước sân phơi bùn (phương án 1) Bảng 6.1 Bảng chi phí xây dựng trạm xử lý nước thải (phương án 2) Bảng 6.2 Bảng chi phí thiết bị trong trạm xử lý (phương án 2) Bảng 6.3 Bảng tiêu thụ điện năng trong ngày (phương án 2) Bảng 6.4 Bảng chi phí xây dựng trạm xử lý nước thải (phương án 1) Bảng 6.5 Bảng chi phí thiết bị trong trạm xử lý (phương án 1) Bảng 6.6 Bảng tiêu thụ điện năng trong ngày (phương án 1) -vii-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Mặt bằng tổng thể dự án Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước Hình 3.1 Song chắn rác cơ giới Hình 3.2 Sơ đồ lắp đặt của một máy nghiền rác Hình 3.3 Bể lắng cát ngang Hình 3.4 Bể lắng cát thổi khí Hình 3.5 Sơ đồ bể lắng cát ly tâm với hệ thống cơ giới để lấy cặn Hình 3.6 Sơ đồ bể tách dầu mỡ lớp mỏng Hình 3.7 Bể lắng đứng Hình 3.8 Bể lắng li tâm Hình 3.9 Bể lọc Hình 3.10 Sơ đồ bể kết tủa bơng cặn Hình 3.11 Bể tuyển nổi kết hợp với cơ đặc bùn Hình 3.12 Xử lý nước thải bằng đất Hình 3.13 Sơ đồ cơng nghệ bể Aeroten truyền thống Hình 3.14 Sơ đồ làm việc của bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc Hình 3.15 Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thống kéo dài Hình 3.16 Sơ đồ làm việc của bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh Hình 3.17 Bể Oxytank Hình 3.18 Bể lọc sinh học cao tải Hình 3.19 Đĩa quay sinh học RBC Hình 3.20 Quá trình vận hành bể SBR Hình 3.21 Bể UASB Hình 3.22 Đồ thị về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong xử lý nước thải Hình 4.1 Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phương án 1 Hình 4.2 Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phương án 2 Hình 5.2 Sơ đồ lắp đặt song chắn rác -viii-
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Nước đĩng vai trị rất quan trọng trong việc điều hịa khơng khí và đảm bảo sự sống cho trái đất. Nước là nguồn dinh dưỡng nuơi sống thế giới hữu sinh trên trái đất. Chúng ta khơng thể làm ngơ với lời cảnh báo : “Tồn cầu đang khát”, lý do của điều đĩ là vì nhu cầu về nước đang ngày càng gia tăng theo nhịp độ phát triển của đơ thị và xã hội. Trong những năm gần đây, cùng với tiến độ tăng trưởng của các địa bàn kinh tế trọng điểm Phía Nam, tỉnh Bình Phước cũng đang bắt đầu phát triển mạnh, hình thành các khu cơng nghiệp và dân cư tập trung. Bên cạnh đĩ, nổi bật trong việc thu hút đầu tư cịn cĩ xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng, nơi hiện cĩ khơng ít doanh nghiệp chế biến điều nhân xuất khẩu và nhiều nơng trường trồng cao su và gần đây nhất là sự thành lập và đi vào hoạt động của Nhà máy sản xuất Ethanol thuộc Cơng ty NLSH Phương Đơng (OBF) với nhu cầu về tuyển dụng nhân sự và giữ chân lao động khá cao. Song song với các dự án phát triển cơng nghiệp, nơng lâm nghiệp, tỉnh Bình Phước cũng đặc biệt quan tâm đến phát triển các khu đơ thị, tạo nhiều quĩ đất ở cho người dân nhằm đĩn đầu các làn sĩng nhập cư, cũng như vấn đề tăng dân số cơ học do tỉ lệ tăng trưởng cơng nghiệp. Từ thực tế đĩ, “Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân” của Cơng ty TNHH Sài Gịn – Bình Phước (cịn được gọi tắt là Khu dân cư “Minh Hưng Xanh”) được đầu tư xây dựng theo quyết định phê duyệt số 2264/QĐ-UBND của chủ tịch UBND tỉnh Bình Phước ngày 18/10/2011 với mục tiêu từng bước đáp ứng yêu cầu giải quyết nhu cầu nhà ở khang trang hiện đại cho người dân địa phương, tái định cư cho các hộ dân bị giải tỏa và cơng nhân lao động của Nhà máy sản xuất Ethanol và cho các đối tượng cĩ nhu cầu tại khu vực. Dự án Khu dân cư “Minh Hưng Xanh” khi đưa vào sử dụng sẽ thải ra một lượng nước thải cĩ khả năng gây ơ nhiễm mơi trường xung quanh. Vì vậy, việc cấp thiết là phải xử lý lượng nước thải này trước khi thải ra mơi trường Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Tính tốn thiết kế hệ thống XLNT sinh hoạt nhằm xử lý lượng nước thải ra hằng ngày từ Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước đạt quy chuẩn mơi trường 14 : 2008/BTNMT, cột B, đáp ứng được yêu cầu của uỷ ban nhân dân Tỉnh Bình Phước về tình trạng nước thải hiện nay, nhằm hướng đến mục tiêu phát triển chung của Tỉnh. 1.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Đánh giá tổng quan về dự án Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước, hiện trạng mơi trường, cơ sở hạ tầng kỹ thuật của dự án.  Xác định đặc tính nước thải của khu dân cư : Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ơ nhiễm, nguồn xả thải  Đề xuất cơng nghệ và thiết kế hệ thống XLNT cho Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước dựa theo các số liệu thu thập được.  Dự tốn chi phí xây dựng, thiết bị, hĩa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải. 1.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về nước thải sinh hoạt, 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 sinh hoạt qua các tài liệu chuyên ngành. Phương pháp tổng hợp và phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập được và đưa ra cơng nghệ xử lý phù hợp. Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của những cơng nghệ xử lý hiện cĩ và đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp. Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. 1.4. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI Đề tài được giới hạn trong phạm vi : Tính tốn – thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung cho Khu dân cư “Minh Hưng Xanh” – xã Minh Hưng – huyện Bù Đăng – tỉnh Bình Phước. Thời gian bắt đầu từ ngày 25/05/2015 và kết thúc vào ngày 20/08/2015. 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn mơi trường, giải quyết được vấn đề ơ nhiễm mơi trường do nước thải sinh hoạt của khu dân cư. Gĩp phần nâng cao ý thức về bảo vệ mơi trường cho người dân. Khi trạm xử lý hồn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các sinh viên tham quan, học tập. Đề tài gĩp phần làm tài liệu tham khảo cho các khu dân cư sắp được xây dựng trên địa bàn và tồn quốc cĩ mong muốn xây dựng trạm xử lý nước thải phù hợp. Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG TẠI KHU DÂN CƯ – DỊCH VỤ – CƯ XÁ CƠNG NHÂN SÀI GỊN – BÌNH PHƯỚC (KHU DÂN CƯ “MINH HƯNG XANH”) 2.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ – XÃ HỘI CỦA DỰ ÁN 2.1.1. Vị trí địa lý Vị trí xây dựng dự án tại xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước. Khu đất hiện hữu nằm trong lơ đất trồng cao su số 11 của Cơng ty TNHH MTV Cao Su Phú Riềng thuộc Tập Đồn Cơng Nghiệp Cao Su Việt Nam quản lý, cách huyện Bù Đăng khoảng 10 km về phía Tây, cách nhà máy Ethanol khoảng 7 km về phía Nam theo quốc lộ 14. Phạm vi khu đất: Phía Bắc và Đơng Bắc : Giáp đất trồng cao su và khu dân cư Phía Đơng Nam : Giáp đường quốc lộ số 14 Phía Nam : Giáp đất trồng cao su Phía Tây : Giáp đường đất đỏ, đất trồng cao su Thuận lợi: Việc xây dựng Khu dân cư hồn tồn phù hợp với mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh và địa phương, tái định cư cho các hộ dân bị giải tỏa, thu hút nguồn lao động nhập cư của nhà máy Ethanol và các đối tượng khác. Thuận lợi về mặt giao thơng và sinh hoạt của dân cư khu vực do khu đất nằm ngay mặt tiền quốc lộ số 14. Đây là khu đất trồng cao su hiện hữu, nhà dân gồm 32 hộ nằm trên hành lang lộ giới quốc lộ 14 nên cơng tác đền bù giải tỏa sẽ tương đối thuận lợi. Khu đất cách Hồ chứa Hưng Phú khoảng 300 m và cách cầu 38 khoảng 7 km, thuận lợi cho việc cấp, thốt nước của khu dân cư. Hiện trạng khu đất cao và bằng phẳng thuận lợi cho nhà đầu tư thực hiện cơng tác qui hoạch. Khĩ khăn: Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hiện trạng các cơng trình kiến trúc và cơ sở hạ tầng trong khu vực cịn quá nghèo nàn nên Cơng ty phải đầu tư kinh phí tương đối. Giai đoạn đầu, nước thải sinh hoạt từ khu dân cư được thốt chung với cống thốt nước mưa dọc theo quốc lộ 14, cho nên giai đoạn lâu dài Chủ đầu tư phải đầu tư hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn mơi trường trước khi thải ra ngồi. 2.1.2. Điều kiện về địa hình, địa chất Địa hình: Tồn khu vực tương đối bằng phẳng, khơng bị ảnh hưởng ngập lụt. Khu vực dự án cĩ cao độ tự nhiên biến đổi từ 49,00 m đến 49,20 m. Hướng dốc địa hình tự nhiên từ Đơng sang Tây khoảng 1,2% - 1,5%. Địa hình khu vực dự án mang đặc điểm miền trung du. Địa chất: Mẫu đất khu vực dự án mang đặc tính đá bazan. Đá bazan được chia làm 2 loại: (1) Bazan Pliocen-Pleistocen sớm (N2-QI), được gọi là “bazan cổ”, (2) Bazan Pleistocen muộn-Holocen sớm (QII-IV), được gọi là “bazan trẻ”. Đặc điểm chung của đá bazan là hàm lượng oxyt sắt cao (10-11%), oxyt magie từ 7 – 10%, oxyt canxi từ 8 – 10%, oxyt photpho từ 0,5 – 0,8%, hàm lượng Natri cao hơn Kali một chút. Vì vậy, các đá bazan thường cĩ màu đen và trong điều kiện nhiệt đới ẩm đã phát triển một lớp vỏ phong hĩa rất dày trung bình từ 20 – 30 m và cĩ màu nâu đỏ rực rỡ. Từ đá này đã hình thành ra các loại đất đỏ bazan màu mỡ rất thích hợp với các cây trồng cĩ giá trị kinh tế cao như cao su, tiêu, điều, cây ăn quả, Ngồi ra đá bazan cịn là một nguồn vật liệu xây dựng rất quan trọng của khu vực. Đất tại khu vực dự án cĩ cường độ chịu nén của đất ở Bù Đăng khoảng từ 2 đến 3 Kg/cm2. 2.1.3. Điều kiện về khí tượng Khí hậu của vùng thực hiện dự án cũng như khí hậu của xã Minh Hưng huyện Bù Đăng chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới cận xích đạo giĩ mùa của tỉnh Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bình Phước, khí hậu điều hịa và đồng nhất, mỗi năm cĩ 2 mùa phân biệt, mùa mưa và mùa khơ. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khơ từ tháng 12 đến tháng 4. Nhiệt độ: Biên độ dao động giữa các tháng trong năm khơng lớn, nhiệt độ bình quân trong năm cao đều và ổn định từ 25,8oC – 26,2oC. Nhiệt độ bình quân thấp nhất 21,5oC – 22oC. Nhiệt độ bình quân cao nhất từ 31,7oC – 32,2oC. 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 – 9oC nhất là vào các tháng mùa khơ. Nhiệt độ cao nhất vào các tháng 3,4,5 (từ 37 – 37,2oC) và thấp nhất vào tháng 12 là 19oC. Số giờ nắng: 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 tháng 1,2,3,4 và thời gian ít nắng nhất vào tháng 7,8,9. Độ ẩm: Lượng nước bốc hơi và độ ẩm cũng như nhiệt độ của khơng khí là một trong những yếu tố cấu thành độ bền vững khí quyễn. Độ ẩm của khơng khí cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, quá trình chuyển hĩa của các chất ơ nhiễm, mức độ bền vững của cơng trình. Độ ẩm khơng khí trung bình hàng năm khoảng 77,8% – 84,2%. Lượng mưa: Lượng mưa bình quân hàng năm biến động từ 2045 – 2325 mm. Mùa mưa diễn ra từ tháng 5 đến tháng 11, chiếm 85 – 90% tổng lượng mưa cả năm, tháng cĩ lượng mưa lớn nhất là 376 mm (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 2,3. Lượng mưa cĩ ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của dự án, quá trình phát tán, pha lỗng và xử lý chất ơ nhiễm. Việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu vực dự án cần quan tâm đến lượng mưa, xây dựng riêng biệt hệ thống tách nước mưa và nước thải sinh hoạt. Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11). Trong các tháng mùa mưa, lượng mưa trung bình tương đối đều. Trong các tháng mùa khơ, lượng mưa nhỏ hoặc hồn tồn khơng mưa. Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chế độ giĩ: Giĩ cũng ảnh hưởng rất lớn đến mơi trường của dự án, tốc độ giĩ càng lớn thì khả năng lan truyền và phát tán bụi, các chất ơ nhiễm càng cao (do nồng độ các chất ơ nhiễm được pha lỗng và vận chuyển càng xa). Hướng giĩ chính ở khu vực dự án chi phối theo hướng giĩ ở huyện Bù Đăng, theo 2 mùa trong năm: hướng Đơng Bắc vào mùa khơ, hướng Tây Nam và Đơng Nam vào mùa mưa. 2.1.4. Điều kiện thủy văn, hải văn Tài nguyên nước mặt: Tỉnh Bình Phước cĩ mạng lưới sơng suối khá phong phú. Trên địa bàn tỉnh cĩ 3 con sơng chính là sơng Bé, sơng Đồng Nai và sơng Sài Gịn với tổng lượng dịng chảy trung bình khoảng 26 tỷ m3/năm. Tài nguyên nước mặt của tỉnh Bình Phước thuộc loại tương đối với mật độ 0,7 – 0,8 km/km2. Tuy nhiên, sơng suối trong vùng cĩ lồng sơng hẹp, dốc, lũ lớn trong mùa mưa và khơ kiệt trong mùa khơ. Vì thế, khả năng khai thác nguồn nước này cấp cho sản xuất nơng nghiệp cần lượng vốn đầu tư cao. Đối với huyện Bù Đăng, nguồn nước mặt chủ yếu từ các nhánh sơng suối cung cấp nước cho thủy điện Thác Mơ phân bố theo hướng Đơng Nam với bề rộng từ 120 – 400 m như nhánh Đắk Quorre, Đắk Đồng Xồi, Đắk R’Lấp và bàu chứa nước Hưng Phú. Bàu chứa được kiến tạo từ hoạt động nâng lên và hạ xuống của lớp vỏ trái đất, cĩ độ cao so với mặt nước biển thấp hơn 130 m. Các hệ suối chính tại huyện thường cĩ nước vào mùa khơ, cịn phần thượng nguồn và các suối nhánh, một số suối nhỏ ngắn thường khơ hạn. Mùa mưa nước dâng và ngập tràn trên diện tích khá lớn. Hiện tại Bàu Hưng Phú cĩ diện tích nước ngập với diện tích 1,8 km2 vào mùa mưa. Cĩ thể sử dụng nguồn nước được lấy từ hồ thủy lợi cách khu vực quy hoạch khoảng 3000 m. Tài nguyên nước ngầm: Tỉnh Bình Phước bao gồm các vùng thấp dọc theo các con sơng và suối, nhất là phía Tây Nam tỉnh, nguồn nước khá phong phú cĩ thể khai thác phục vụ phát Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP triển kinh tế - xã hội. Tầng chứa nước bazal (QI-II) phân bố trên qui mơ hơn 4000 km2, lưu lượng nước tương đối khá 0,5 – 16 l/s, tuy nhiên do biến động lớn về tính thấm nên tỉ lệ khoan khai thác thành cơng khơng cao. Tầng chứa nước Pleitocen (QI-III), đây là tầng chứa nước cĩ trữ lượng lớn, chất lượng nước tốt, phân bố vùng huyện Bình Long và nam Đồng Phú. Tầng chứa nước Pleiocen (N2) lưu lượng 5 – 15 l/s, chất lượng nước tốt. Ngồi ra cịn cĩ tầng chứa nước Mezozol (M2) phân bố ở vùng đồi thấp (từ 100 – 250 m). Đặc trưng mực nước và diễn biến mực nước trong các tầng chứa nước tại huyện Bù Đăng như sau: Huyện Bù Đăng cĩ cấu trúc của tầng chứa nước khe nứt thành tạo phun trào Bazan miocen trên, phủ trực tiếp trên tầng chứa nước khe nứt Jura dưới – giữa. Đây là tầng chứa nước khơng áp hoặc cĩ áp lực yếu ở một số nơi, nguồn bổ cập chủ yếu là nước mưa và dịng mặt, miền thốt là các sơng suối trong vùng. Mực nước dao động theo mùa, mực nước trung bình tháng cao nhất là -26,04 m xuất hiện vào tháng 11, mực nước trung bình tháng thấp nhất là -30,70 m xuất hiện trong tháng 6. Huyện Bù Đăng cĩ nguồn nước ngầm tương đối tốt. Lưu lượng khoảng 20 – 30 m3/h. Chất lượng nước cĩ thể chấp nhận dung cho sinh hoạt bình thường. Trên địa bàn xã Minh Hưng cĩ sơng, suối và hồ chứa Hưng Phú (với diện tích 1,8 km2). Dự án cĩ thể sử dụng nguồn nước mặt được lấy từ hồ chứa Hưng Phú cách khu quy hoạch khoảng 300 m hoặc khai thác nguồn nước ngầm. Đồng thời, nước thải của khu vực dự án sau khi đã xử lý sẽ thốt chung với cống thốt nước mưa dọc tuyến quốc lộ 14 theo dự án BOT quốc lộ 14 (đoạn Đồng Xồi – Cay Chanh). 2.1.5. Sơ lược về điều kiện kinh tế - xã hội Đặc điểm kinh tế: Đa số dân trong xã Minh Hưng làm nơng nghiệp và trồng cây cơng nghiệp Tổng diện tích gieo trồng cây hằng năm: 229,36 ha, đạt 134,9% so với chỉ tiêu huyện giao. Chăn nuơi chủ yếu là trâu, bị, heo, gia cầm. Chăn nuơi gia cầm tập trung theo phương thức bán cơng nghiệp. Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Một số cơng ty trong nước và ngồi nước đã đầu tư hoạt động ở xã Minh Hưng, gĩp phần giải quyết vấn đề việc làm cho người dân địa phương và các vùng lân cận như: Nhà máy sản xuất Ethanol của Cơng ty Phương Đơng, Cơng ty Mai Hương về chế biến hạt điều, các trạm thu mua cacao của Cơng ty Cargill Thương mại – dịch vụ – du lịch chưa thật sự phát triển mạnh. Cơ sở hạ tầng đang được chú trọng hồn thiện: Huyện Bù Đăng đã chọn xã Minh Hưng để thực hiện xây dựng nơng thơn mới, mở rộng đường xá, hệ thống cấp điện, cấp nước đang được triển khai, làng nghề cho đồng bào dân tộc thiểu số, Đặc điểm xã hội: Cơng tác giáo dục đang được chú trọng, tồn xã cĩ 5 trường với tổng số 84 lớp. Tổng số giáo viên là 197 người, trong đĩ ngành mầm non 50 người, bậc tiểu học 83 người, bậc THCS 64 người. Cơng tác xĩa đĩi giảm nghèo đạt kết quả tốt, xã đã giảm được 17 hộ nghèo và 26 hộ cận nghèo. Ngành y tế ở xã tiếp tục chú trọng cơng tác chăm sĩc sức khỏe cho nhân dân, cơng tác dự phịng, truyền thơng dân số kế hoạch hĩa gia đình, các dịch vụ y tế ngày một phát triển đáp ứng nhu cầu chăm sĩc sức khỏe cho nhân dân. 2.2. QUY HOẠCH TỔNG THỂ MẶT BẰNG KHU DÂN CƯ 2.2.1. Tính chất và chức năng Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước (“Minh Hưng Xanh”) nằm trong khu đất nơng trường cao su của Cơng ty TNHH MTV Cao Su Phú Riềng và gần nhà máy sản xuất Ethanol của Cơng ty TNHH NLSH Phương Đơng. Do đĩ, khu dân cư ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở của cơng nhân cơng ty cao su và nhà máy sản xuất ethanol. Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước bao gồm các thành phần chức năng sau:  Nhà ở  Cơng trình thương mại – dịch vụ  Cơng trình phục vụ cơng cộng Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Cơng viên – cây xanh  Hệ thống kỹ thuật hạ tầng độ thị Khu dất được chia thành các đơn vị thuận tiện cho sinh hoạt cộng đồng, bố trí các cơng trình dịch vụ cơng cộng với bán kính hợp lý. Bố trí hợp lý các loại hình nhà ở và các lơ đất ở. Xác định quy mơ diện tích các thành phần chức năng của khu ở, nhĩm nhà ở phù hợp với đặc điểm, tính chất của khu dân cư. Hình 2.1 Mặt bằng tổng thể dự án Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước 2.2.2. Quy mơ Quy mơ diện tích Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân là 90.908 m2. Quy mơ dân số khoảng 1600 người. 2.2.3. Các hạng mục xây dựng của khu dân cư Quy mơ diện tích đất quy hoạch xây dựng các khu chức năng trong Khu dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân với tổng diện tích quy hoạch là 90.908 m2. Trong đĩ: Các hạng mục cơng trình chính: Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Nhà ở: 43.078 m2, chiếm 47,4%. Gồm: Các lơ đất nhà phố: 34.465 m2 Khu nhà cơng vụ: 8.613 m2 + Cơng trình cơng cộng: 15.447 m2, chiếm 16,9%. Gồm: Trường học: 950 m2 Trạm y tế: 570 m2 Khu thương mại – dịch vụ: 13.927m2 Các hạng mục cơng trình phụ trợ: + Quy hoạch giao thơng: 25.423 m2, chiếm 28%. + Quy hoạch cây xanh – vườn hoa: 3.873 m2, chiếm 4,3%. + Quy hoạch hạ tầng kĩ thuật: 3.087 m2, chiếm 3,4%. Gồm: Cơng trình nhà máy cấp nước: khoảng 1000 m2 Quy hoạch hạ tầng trong các khu ở: khoảng 2.087 m2 (Hệ thống cấp điện, hệ thống cấp nước, hệ thống thốt nước thải, vệ sinh mơi trường, thơng tin liên lạc, ) 2.2.3.1. Các cơng trình chính San lấp mặt bằng xây dựng tồn khu: Do địa hình khu đất tương đối bằng phẳng với cao độ tự nhiên từ 49,00 đến 49,20 m, nên thực hiện san lấp trên nguyên tắc cân bằng đào đắp tồn khu, với diện tích san lấp tồn bộ khu dự án (lớn hơn diện tích quy hoạch) là: 99.539,03 m2. - Bĩc bỏ hữu cơ rễ cây, khai hoang mặt bằng đào bo các gốc cây cao su. - Lưới dùng để san nền sử dụng lưới ơ vuơng cĩ kích thước 20x20 m. - Tận dụng đất đào để chuyển qua phần đắp. Yêu cầu độ chặt K95, đất đắp được đắp thành từng lớp đảm bảo độ chặt yêu cầu cần thiết. - Độ chặt tính tốn: Phù hợp với độ chặt quy định đối với nền đắp và nền mĩng cơng trình. Xây dựng khu nhà ở: Mật độ xây dựng và tầng cao được quy định như sau: Bảng 2.1 Bảng tổng hợp diện tích xây dựng nhà ở Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THƠNG SỐ KINH TẾ KỸ THUẬT Ký hiệu Mật độ Loại đất Diện tích Tầng cao lơ đất Số lơ (lơ) xây dựng Ghi chú (m2) (tầng) (%) 34.465 310 A1 (từ lơ 2.161 18 03 75 Nhà phố 01 – 18) A2 4.073 36 03 75 Nhà phố A3 4.311 38 03 75 Nhà phố B1 3.220 36 03 75 Nhà phố Đất nhà B2 3.923 36 03 75 Nhà phố phố D1 4.086 38 03 75 Nhà phố D2 4.668 38 03 75 Nhà phố D3 4.756 42 03 75 Nhà phố D4 (từ lơ 4.770 18 03 75 Nhà phố 01 – 18) D5 (từ lơ 1.324 10 03 75 Nhà phố 01 – 10) Đất nhà Nhà ở cư C 8.613 01 05 60 cơng vụ xá ( Nguồn: Đánh giá tác động mơi trường Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước, tháng 2/2012 )  Đối với nhà phố, chỉ giới xây dựng trùng với chỉ giới đường đỏ.  Đối với nhà ở cơng vụ, chỉ giới xây dựng lùi vào 3 m so với chỉ giới đường đỏ. Xây dựng cơng trình cơng cộng: Cơng trình trường học, cơng trình y tế: Bố trí xây dựng tiếp giáp tuyến đường quy hoạch số 8 và đường quy hoạch số 6, với tầng cao: 02 tầng, mật độ xây dựng 40%, chỉ giới xây dựng là 5 m so với chỉ giới đường đỏ. Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cơng trình thương mại: Bố trí xây dựng tiếp giáp tuyến đường Quốc lộ 14, với tầng cao: 03 tầng, mật độ xây dựng 60%, chỉ giới xây dựng là 5 m so với chỉ giới đường đỏ. 2.2.3.2. Các cơng trình phụ trợ Hệ thống giao thơng: Bố trí các trục đường bám sát địa hình tự nhiên, các trục đường thiết kế cĩ hướng song song và vuơng gĩc với nhau, tuyến đường số 1 là tuyến đường chính của khu quy hoạch, kết nối với đường Quốc lộ 14. Mặt tiền khu quy hoạch giáp Quơc lộ 14 được đầu tư nâng cấp. Hệ thống giao thơng trong khu quy hoạch là loại đường bê tơng nhựa nĩng hạt mịn. Vỉa hè làm bằng gạch blog. Tổng chiều dài các tuyến đường quy hoạch là 1713 m. Khối lượng xây dựng hệ thống giao thơng trong khu quy hoạch như sau: Đường số 01: lộ giới 25 m. Trong đĩ, lịng đường: 7x2 m, vỉa hè: 3x2 m, dải phân cách cây xanh 5 m (ký hiệu mặt cắt I – I). Đường số 02: lộ giới 30 m. Trong đĩ, lịng đường: 7x2 m, vỉa hè: 3x2 m, dải phân cách cây xanh 10 m (ký hiệu mặt cắt II – II). Đường nội bộ (đường số 3,4,5,6,7,8). Trong đĩ, lịng đường: 7x2 m, vỉa hè: 3x2 m (ký hiệu mặt cắt III – III). Hệ thống thốt nước mưa: Các tuyến thốt nước xây dựng bằng cống trịn bê tơng cốt thép cĩ đường kính từ D800 – D1000 mm, được bố trí trên dọc theo các trục đường trong khu quy hoạch để thu nước mặt đường và cơng trình, sau đĩ chảy vào cống hộp chính bê tơng cốt thép, thốt ra hệ thống thốt nước chung của khu quy hoạch và thốt ra hệ thống chung dọc tuyến Quốc lộ 14. Hệ thống thốt nước thải: Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư và cơng trình được xử lý cục bộ bằng hầm tự hoại trước khi thốt ra mạng lưới. Theo thiết kế hệ thống thốt nước thải: Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Giai đoạn đầu: nước thải sinh hoạt từ khu dân cư được thốt chung với cống thốt nước mưa dọc Quốc lộ 14.  Giai đoạn dài hạn: nước thải sẽ được đấu nối với mạng lưới thốt nước thải riêng biệt của khu vực khi hệ thống thốt và xử lý nước thải đơ thị được xây dựng. + Về thiết kế: Tải trọng thiết kế: Cống băng đường chịu tải trọng H30, XP80, cống trên vỉa hè dùng cống vỉa hè chịu tải người đi bộ 300 kg/m2. Cống trịn dùng cống ly tâm hoặc rung ép. Gối cống bê tơng cốt thép đúc sẵn sau đĩ đặt trên nền mĩng đá 4x6 M100 dày 10 cm. Mối nối cống: Bằng Joint cao su, bên ngồi trát vữa xi măng M75. Hầm ga bê tơng đá 1x2 M200. + Kết cầu xây dựng: Mương đặt ống và độ sâu chơn cống: Mương đặt cống dựa trên các điều kiện về điều kiện nước ngầm, tải trọng tác động lên đỉnh cống, loại đất, kích cỡ đường cống, tính kinh tế, lớp phủ trên bề mặt. Chiều rộng đáy mương đặt cống được thiết kế đảm bảo đủ khoảng cách để lắp đặt ống, bề rộng đáy mương phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu mỗi bên 0,4 m tính từ mép cống đến thành mương. Giếng thăm: Các giếng thăm được cấu tạo bằng bê tơng cốt thép đá 1x2 M200, tấm đan giếng thăm cấu tạo bê tơng cốt thép đá 1x2 M200, viền được bọc thép V5 nhằm chống nứt vỡ khi quản lý bảo trì. Hệ thống cấp nước: Xây dựng cơng trình nhà máy nước cung cấp cho khu quy hoạch ở vị trí tiếp giáp với đường số 7. Mạng lưới cấp nước: Mạng lưới đường ống cấp nước cĩ đường kính D50 – D100 mm và được nối thành mạch vịng khép kín phục vụ cấp nước cho tồn khu quy hoạch. + Thiết kế kỹ thuật thi cơng tuyến ống: Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Độ dốc đặt ống: Độ dốc đặt ống nhằm thu gọn cặn lắng ở đáy ống và bọt khí lẫn trong nước, độ dốc cĩ ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ và cơng việc bảo dưỡng tuyến ống. Tuy nhiên, tùy theo địa hình thực tế mà lựa chọn độ dốc đặt ống phù hợp cả việc bố trí các thiết bị trên tuyến ống như van xả khí, xả cặn. Sự chuyển hướng các mối nối: Để chuyển hướng tuyến ống sử dụng phụ kiện cút chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn: 900, 450, 22.50, 11.250 . Với các gĩc chuyển hướng khơng đúng với các gĩc tiêu chuẩn trên cĩ thể sử dụng cút phối hợp với uốn ống. Các hệ thống kỹ thuật đi kèm trên tuyến: Van chặn: Trên tuyến được bố trí các van chặn và van kiểm tra để phục vụ cho cơng tác bảo trì và vận hành hệ thống. Với đường ống cĩ D = 100 – 150 dùng van cổng ty chìm, chơn dưới đất, kết hợp với họng ổ khĩa, khơng phải xây dựng hố van. Van xả khí và thu khí: Van xả khí và thu khí được lắp tại các đỉnh cao cần thiết theo tính tốn. Sự kết hợp van xả khí và thu khí mở ra để một lượng khơng khí cần thiết nạp vào khi áp suất trong tuyến ống hạ dưới mức khí quyễn, đĩng lại phục hồi áp suất dương và xả một lượng nhỏ khơng khí tích tụ trong khi bị nén. Việc tính tốn đường kính van xả khí chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng mà đoạn ống chuyển tải. Đường kính van xả khí tính tốn cho ống D100 – 150 là D25. Van xả cặn: thời gian và chu kỳ xả cặn trên tuyến phụ thuộc vảo điều kiện làm việc của từng tuyến và chất lượng nước nguồn, do vậy việc xác định thời gian và chu kỳ xả sẽ xác định sau khi đưa mạng lưới vào vận hành. Đặc biệt khi vận hành cần chú ý mạng lưới cấp nước sinh hoạt kết hợp chữa cháy, do đĩ cĩ thể kết hợp dùng họng cứu hỏa D100 để xả cặn. + Thử áp lực, súc xả và khử trùng: Thử áp lực: Nguồn nước sử dụng: cĩ thể dùng nguồn nước trong mạng lưới đường ống hiện hữu hoặc xe bồn để sử dụng. Chất lượng nước nguồn phải là nước sạch tương đương với lượng nước cấp vào mạng. Nghiêm cấm bất cứ hình thức sử sụng nguồn nước bẩn nào để thực hiện cơng tác thử áp. Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi đường ống lắp đặt xong phải được kiểm tra độ kín nước với áp lực bơm nước vào là 06 Kg/cm2. (trong thời gian tối thiểu 2 giờ). Khử trùng: các tuyến ống sau khi thử áp lực đạt yêu cầu sẽ tiến hành khử trùng đường ống, dung dịch khử trùng Clorua vơi (hàm lượng 70% Clo) được chuẩn bị bằng cách pha trộn với nước. Hệ thống cấp điện: Xây dựng tuyến cấp điện trung thế cấp vào khu dân cư được đi trên các trụ bê tơng ly tâm cao 14 m, khoảng cách trung bình 50 m, chiều dài tuyến trung thế là 125 m. Xây dựng tuyến cấp điện hạ thế 0,4 kV được đi trên các trụ bê tơng ly tâm cao 8 m, khoảng cách các cột hạ thế từ 35 – 40 m. Tổng số chiều dài đường dây 0,4 kV xây dựng mới là 1.925 m. Tuyến chiếu sáng đèn đường được đi ngầm dọc vỉa hè cĩ tiết diện từ 11 – 25 mm2. Đèn chiếu sáng dùng đèn cao áp SULIUM cĩ cơng suất từ 250W. Tổng chiều dài đường dây chiếu sáng sẽ xây dựng là 1.180 m, sử dụng cáp đồng bọc cách điện luồn trong ống PVC đi ngầm dưới đất, khoảng cách các trụ là 30 m. Trạm phân phối điện: Các trạm phân phối 22/0,4 kV được lắp theo tuyến trung thế. Hệ thống cây xanh: Xây dựng cơng viên nằm ở vị trí tiếp giáp với các tuyến đường quy hoạch số 1,2 và 3, cịn cĩ diện tích cây xanh hoa viên trong từng lơ đất, cây xanh trên các trục đường và các hạng mục cơng trình nhằm tạo mỹ quan chung cho khu quy hoạch. Hệ thống phịng cháy chữa cháy: Bố trí các trụ cứu hỏa tại các ngã ba, ngã tư với khoảng cách <150 m đảm bảo phục vụ cho cơng tác phịng cháy chữa cháy cho các cơng trình khi cĩ hỏa hoạn Hệ thống thơng tin liên lạc: Hệ thống thơng tin liên lạc trong khu quy hoạch được nối với hệ thống thơng tin liên lạc của xã Minh Hưng. Tủ phân phối cáp được đặt ở vị trí nối từ Quốc lộ 14 vào khu quy hoạch. Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Từ tổng đài bưu điện cĩ các tuyến cáp đồng luồn ống PVC đi nổi dọc theo các tuyến trong khu đơ thị gồm đường cáp tổng, các cáp nhánh, hộp tập điểm đến các khu vực. Trên các tuyến cáp, bố trí các tủ đấu cáp đặt trên vỉa hè để thuận tiện đấu nối cho các hộ gia đình. 2.2.4. Nhu cầu cấp nước, cấp điện 2.2.4.1. Nhu cầu về nước Hiện trạng khu đất chưa cĩ hệ thống cấp nước tập trung. Nguồn nước cung cấp cho khu dân cư: xây dựng trạm cấp nước trong khu quy hoạch, chất lượng nước nguồn phải là nước sạch tương đương với chất lượng nước cấp vào mạng.  Trong giai đoạn đầu: Dự án khai thác nước ngầm để phục vụ sinh hoạt cho cư dân và sử dụng nguồn nước từ hồ chứa Hưng Phú để phục vụ cơng tác tưới cây, tưới đường,  Về dài hạn: Trạm cấp nước trong khu vực dự kiến quy hoạch với diện tích hơn 1000 m2 do Sở Nơng Nghiệp & Phát Triển Nơng Thơn làm chủ đầu tư đảm bào cung cấp đủ nước cho tồn khu vực.  Nhu cầu cấp nước cho tồn khu quy hoạch là: 560 m3/ng.đ . Bảng 2.2 Nhu cầu cấp nước cho dự án Lưu lượng STT Mục đích dùng nước Tiêu chuẩn (m3/ng.đ) Nước sinh hoạt cho dân cư trong khu vực 150 1 Qsh = 312 và khách vãng lai (lít/người.ng.đ) 2 Nước tưới cây xanh 8 % Qsh Qt = 25 3 Nước rửa đường 8 % Qsh Qr = 25 4 Nước cấp cho các cơng trình cơng cộng 10 % Qsh Qcc = 31,2 5 Nước cấp cho nhu cầu dịch vụ 10 % Qsh Qdv = 31,2 6 Nước cấp cho nhu cầu chữa cháy 10 % Qsh Qcch = 31,2 7 Nước dùng cho khu xử lý 10 % Qsh Qxl = 31,2 8 Nước dự phịng, rị rỉ (mạng lưới cấp nước) 15 % ∑ Q Qdp = 73,0 (Nguồn: QCVN 07:2010/BXD) Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 Như vậy : ∑ Q = (Qsh + Qt + Qr + Qcc + Qdv + Qcch + Qxl + Qdp) = 560 ( m /ng.đ ) 2.2.4.2. Nhu cầu về điện Nguồn điện sử dụng: Nguồn điện 22 kV hiện hữu trên tuyến đường Quốc lộ 14 vào khu quy hoạch. Tổng cơng suất điện yêu cầu cĩ tính đến 10 % tổn hao và 5 % dự phịng: 830 kW/năm. Tổng điện năng yêu cầu cĩ tính đến 10 % tổn hao và 5 % dự phịng: 976 kVA/năm. Bảng 2.3 Bảng tính tốn phụ tải điện CƠNG CƠNG ĐỊNH SUẤT SUẤT SỐ MỨC HỆ SỐ STT HẠNG MỤC HIỆU BIỂU LƯỢNG SỬ COS DỤNG KIẾN DỤNG (kW) (kVA) 1 Nhà phố 307 hộ 2 kW/hộ 614 0,85 722 Trường mẫu 0,15 8 200 cháu 30 0,85 35 giáo kW/cháu 20 W/m2 9 Trung tâm y tế 1520 m2 30 0,85 36 sàn 12 Cấp nước 1 khu 30 kW 30 0,85 35 Chiếu sáng 15 Hệ thống 50 kW 50 0,85 59 cơng cộng TỔNG CỘNG 754 0,85 888 DỰ PHỊNG (10%) 75 89 TỔNG CƠNG SUẤT TÍNH TỐN 830 976 ( Nguồn: Cơng ty TNHH Sài Gịn – Bình Phước ) 2.2.5. Tiến độ thực hiện dự án Thời gian thực hiện: dự án dự kiến thực hiện từ 2011 đến 2015.  Tháng 10/2011: Tiến hành lập quy hoạch chi tiết, phê duyệt quy hoạch chi tiết. Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Cuối tháng 10/2011: Tiến hành thiết kế cơ sở lập dự án, phê duyệt dự án.  Từ tháng cuối năm 2011 đến năm 2015: Tiến hành xây dựng dự án theo các giai đoạn sau:  Giai đoạn 1 (từ cuối năm 2011 đến tháng 12/2012): Xây dựng khu cư xá cơng nhân phục vụ cán bộ cơng nhân viên nhà máy Ethanol Bình Phước bao gồm: san lấp cải tạo một phần diện tích khu đất 0,7 ha, thi cơng 49 nhà lưu trú cho cán bộ cơng nhân viên cơng ty OBF, thi cơng một phần hạ tầng kỹ thuậy, xây dựng khu thể thao và cơng viên cho khu vực nhà lưu trú.  Giai đoạn 2 (từ tháng 6/2012 đến tháng 6/2013): Tiến hành cơng tác đền bù, giải tỏa và tái định cư các hộ dân hiện hữu trong khuơn viên dự án.  Giai đoạn 3 (từ tháng 6/2013 đến năm 2015): Tiến hành cơng tác xây dựng hạ tầng và kinh doanh của dự án. 2.3. ĐÁNH GIÁ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI KHI DỰ ÁN ĐI VÀO HOẠT ĐỘNG Khi Khu dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước đi vào hoạt động thì các nguồn gây ơ nhiễm mơi trường nước chính bao gồm: nước thải và nước mưa. 2.3.1. Nước mưa chảy tràn Nước mưa được tập trung trên tồn bộ diện tích khu vực dự án. Trong quá trình nước mưa chảy tràn trên mặt đất cĩ thể kéo theo một số chất bẩn, bụi. Về nguyên tắc, nước mưa được coi là loại chất thải ơ nhiễm nhẹ. Do đĩ đối với lượng nước mưa này, dự án xây dựng hệ thống thốt nước mưa riêng biệt và dẫn vào hệ thống thốt nước của khu vực, rồi thốt chung với cống thốt nước mưa dọc tuyến Quốc lộ 14. Trong khu đất, các tuyến thốt nước mưa được xây dựng bằng hệ thống cống trịn bê tơng cốt thép và các hố ga bố trí trên vỉa hè dọc theo các trục đường, đặt ngầm để tổ chức thốt nước mưa triệt để, tránh ngập úng cục bộ. Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cống thốt nước mưa được bố trí dưới hè đi bộ và độ sâu đặt cống tối thiểu tính từ mặt đất đến đỉnh cống là 0,5 m, độ dốc tối thiểu 1/d (với d: đường kính cống), cống và các hố ga phải được chống thấm bên trong. Các hầm ga được bố trí với khoảng cách 20 – 30 m.  Tác động ơ nhiễm do nước mưa chảy tràn: Bản thân nước mưa khơng làm ơ nhiễm mơi trường. Khi dự án xây dựng xong, mái nhà và sân bãi được trải nhựa sẽ mất khả năng thấm nước. Ngồi ra nước mưa chảy tràn trên mặt đất tại khu vực sẽ cuốn theo các chất cặn bã và đất cát xuống đường thốt nước, nếu khơng cĩ biện pháp tiêu thốt tốt sẽ gây nên tình trạng ứ đọng nước mưa, tạo ảnh hưởng xấu đến mơi trường. Bảng 2.4 Nồng độ các chất ơ nhiễm cĩ trong nước mưa chảy tràn STT Chất ơ nhiễm Nồng độ 1 Tổng Nitơ 0,5 – 1,5 mg/l 2 Photpho 0,004 – 0,03 mg/l 3 COD 10 – 20 mg/l 4 Tổng chất rắn lơ lửng 10 – 20 mg/l ( Nguồn: ASIATECH (Việt Nam) tổng hợp, năm 2010 ) So với nước thải sinh hoạt, nước mưa khá sạch. Đường thốt nước mưa sẽ cĩ song chắn rác trước khi đổ vào nguồn tiếp nhận. 2.3.2. Nước thải sinh hoạt Các nguồn phát sinh nước thải khi dự án đi vào hoạt động bao gồm:  Nước thải sinh hoạt từ khu vực dân cư.  Nước thải sinh hoạt từ khu vực cơng cộng và dịch vụ, gồm: + Nước thải sinh hoạt từ khu y tế. + Nước thải sinh hoạt từ khu hành chính. + Nước thải sinh hoạt từ khu trường học. + Nước thải sinh hoạt từ khu thương nghiệp. Bảng 2.5 Lưu lượng nước thải sinh hoạt của từng cơng trình chính Trang 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chức Diện tích Diện tích Lượng Lượng Dân số năng sử hạng mục xây dựng Tiêu chuẩn nước cấp nước thải ( người ) dụng đất ( m2 ) ( m2 ) (m3/ng.đ) (m3/ng.đ) Nhà phố 1.600 0,15 + nhà 43.078 31.016 240 192 (người) (m3/người.ng.đ) cơng vụ Trường 280 0,03 950 380 8,4 6,72 học (cháu) (m3/người.ng.đ) 0,005 (m3/m2 Y tế 570 228 1,14 0,912 sàn.ng.đ) Thương 0,005 (m3/m2 13.927 8.356,2 41,8 33,4 mại sàn.ng.đ) Tổng cộng 291,3 233,1 ( Nguồn: Đánh giá tác động mơi trường Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước, tháng 2/2012 ) Lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh tại khu vực dự án, theo dự án xây dựng Khu dân cư với diện tích 9,0908 ha, khoảng 80 % so với tổng nhu cầu sử dụng nước là 233 m3/ng.đ . Nước thải phát sinh từ khu vực dự án chủ yếu chứa vi khuẩn, các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chất rắn lơ lửng Với dân cư hơn 1600 dân thì tổng tải lượng chất ơ nhiễm và nồng độ chất ơ nhiễm được miêu tả qua bảng 2.6. Bảng 2.6 Ước tính tải lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải sinh hoạt Tính cho dự án QCVN Theo thống kê 14:2008 Thơng số Tổng tải lượng Nồng độ /BTNMT cột (g/người.ng.đ) ( Kg/ng.đ ) ( mg/l ) B ( mg/l ) BOD5 45 – 54 72 – 86,4 308,9 – 370,7 50 COD 72 – 102 115,2 – 163,2 494,3 – 700,3 - Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chất rắn lơ 70 – 145 93,3 – 232 400,5 – 995,5 100 lửng Dầu mỡ 10 – 30 16 – 48 68,7 – 206 20 Tổng Nitơ 6 – 12 9,6 – 19,2 41,2 – 82,4 50 Amơni 2,4 – 4,8 3,8 – 7,7 16,5 – 33 10 Tổng Phốt 0,8 – 4,0 1,3 – 6,4 5,5 – 27,5 10 pho ( Nguồn: WHO, 1993 ) 2.3.3. Nước thải y tế Nước thải y tế chứa nhiều vi khuẩn, mầm bệnh gây hại cho con người và động thực vật nếu thải ra mơi trường mà khơng được xử lý triệt để. Tuy nhiên, trong phạm vi dự án chỉ đầu tư trạm y tế quy mơ nhỏ với các chức năng khám chữa bệnh thơng thường, chỉ thực hiện tiểu phẩu trong trường hợp cần thiết, khơng thực hiện các ca phẩu thuật chuyên sâu, cho nên nước thải phát sinh từ trạm y tế chủ yếu là từ cơng tác hấp, tiệt trùng dụng cụ y tế, giặt giũ và khử trùng áo blu, nhà vệ sinh. Lưu lượng nước thải phát sinh từ phịng khám nhỏ nên mức độ ơ nhiễm của nước thải y tế từ phịng khám khơng đáng kể. Lượng nước thải này được thu gom, xử lý. 2.3.4. Nước rửa lọc từ trạm cấp nước Hệ thống đường ống cấp nước cho tồn khu vực cần được kiểm tra, theo dõi thường xuyên, thực hiện tẩy rửa và xúc xả đường ống theo chu kỳ và trong các trường hợp đột xuất đối với các tuyến ống bị giảm hệ số tổn thất thủy lực bất thường. Lượng nước vệ sinh cho trạm cấp nước ước tính khoảng 3 m3/ngày. Nước rửa lọc chủ yếu chứa cặn lơ lửng gồm Fe và Mangan sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt và sức khỏe người dân nếu thải thẳng ra nguồn tiếp nhận. Lượng nước này cần được dẫn về trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung theo hệ thống thu gom nước thải. 2.3.5. Nước thải từ các trạm rửa xe Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Quá trình hoạt động của các trạm rửa xe sẽ phát sinh nước thải cĩ chứa các cặn rắn lơ lửng và dầu mỡ. Như đã ước tính dựa vào dân số sống trong khu dân cư và khách vãng lai, tổng số xe máy là 496 xe, tổng số xe hơi là 124 xe ( Đánh giá tác động mơi trường dự án Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước ). Lượng nước thải khi rửa xe hơi khoảng 20 lít/lần và khi rửa xe máy khoảng 5 lít/lần. Trung bình một tháng rửa xe một lần, lượng nước thải sinh ra ước tính khoảng 4,96 m3/tháng, tương ứng 0,165 m3/ngày.  Như vậy, tổng lưu lượng nước thải bẩn cần được xử lý bao gổm:  Nước thải sinh hoạt khu dân cư và các khu vực chức năng.  Nước thải từ hệ thống rửa lọc của trạm cấp nước.  Nước thải từ các trạm rửa xe. 3 Qtổng = 233,1 + 3 + 0,165 = 236,3 ( m /ng.đ ). Để giảm thiểu ơ nhiễm do nước thải tồn khu dân cư, tác giả xin đề xuất xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung, cĩ nắp kín. Theo lưu lượng nước thải tính tốn ở trên, trạm xử lý nước thải tập trung cĩ cơng suất 300 m3/ng.đ , nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, Cột B. Vị trí trạm xử lý nước thải: Trạm xử lý được đặt tại khu A1 của dự án với cơng suất đề nghị khoảng 300 m3/ng.đ , được cách ly với khu vực dân cư xung quanh khoảng 20 m. Trong khoảng cách ly tiến hành trồng cây xanh với chiều rộng 3 – 5 m, nằm ngồi phần đất quy hoạch dành cho trạm xử lý nước thải của dự án. Vị trí nằm về phía đơng khu đất xây dựng, thuận lợi cho việc đấu nối xả thải từ trạm xử lý của khu dân cư vào hệ thống thốt nước dọc tuyến Quốc lộ 14 và mạng lưới thốt nước thải và xử lý nước thải đơ thị khi được xây dựng xong. Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.1.1. Nguồn gốc và phân loại 3.1.1.1. Nguồn gốc Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của con người: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân, Chúng được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các cơng trình cơng cộng khác. Lượng nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào dân số của vùng, hệ thống cấp nước cho vùng và đặc điểm hệ thống thốt nước. 3.1.1.2. Phân loại Các loại nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người, một số các hoạt động dịch vụ hoặc cơng cộng như bệnh viện, trường học, nhà ăn cũng tạo ra nước thải cĩ thành phần và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt. Để tiện cho việc lựa chọn phương pháp, dây chuyền cơng nghệ và tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải, NTSH được phân loại theo các phương pháp sau đây: Theo nguồn gốc hình thành: + Nước thải khơng chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bị vệ sinh như bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt. Loại nước thải này chứa chủ yếu chất lơ lửng, các chất tẩy giặt và thường gọi là “nước xám”. Nồng độ các chất hữu cơ trong các loại nước thải này thấp và thường khĩ phân hủy sinh học, trong nước thải chứa nhiều tạp chất vơ cơ. + Nước thải chứa phân, nước tiểu từ các khu vệ sinh (toilet) cịn được gọi là “nước đen”. Trong nước thải tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hơi thối. Hàm lượng các chất hữu cơ (BOD) và các chất dinh Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dưỡng như nitơ, photpho cao. Các loại nước thải này thường gây nguy hại đến sức khoẻ và dễ làm nhiễm bẩn nguồn nước mặt. Tuy nhiên chúng thích hợp để làm phân bĩn hoặc tạo khí sinh học. + Nước thải nhà bếp chứa dầu mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp, máy rửa bát. Các loại cĩ hàm lượng lớn các chất hữu cơ (BOD, COD) và các nguyên tố dinh dưỡng khác (nitơ và photpho). Các chất bẩn trong nước thải này dễ tạo khí sinh học và dễ sử dụng làm phân bĩn. Một số người gọi nhĩm nước thải thứ hai và ba với tên chung là “nước đen”. Theo đối tượng thốt nước: + Nhĩm nước thải các hộ gia đình, khu dân cư. + Nhĩm nước thải các cơng trình cơng cộng, dịch vụ như nước thải bệnh viện, nước thải khách sạn, nước thải trường học, nước thải nhà ăn. Mỗi nhĩm, mỗi loại nước thải cĩ lưu lượng, chế độ xả nước và thành phần tính chất đặc trưng riêng. Theo đặc điểm hệ thống thốt nước sẽ hình thành nên hai loại nước thải: + Nước thải hệ thống thốt nước riêng: Nước thải từ các thiết bị vệ sinh được thu gom và vận chuyển về trạm xử lý theo tuyến cống riêng. + Nước thải hệ thống thốt nước chung: Các loại nước thải sinh hoạt (nước xám và nước đen) cùng với nước mưa đợt đầu trong khu vực thốt nước được thu gom và vận chuyển theo đường cống chung về trạm xử lý. Trong một số trường hợp nước đen được xử lý sơ bộ tại chỗ qua các cơng trình như bể tách dầu mỡ, bể tự hoại, sau đĩ cùng nước xám xả vào tuyến cống thốt nước chung của tỉnh. Việc phân loại nước thải theo hệ thống thốt nước phụ thuộc vào đối tượng thốt nước, đặc điểm hệ thống thốt nước và các điều kiện tự nhiên khác của đơ thị. 3.1.2. Thành phần và tính chất của nước thải Đặc trưng của NTSH là hàm lượng chất hữu cơ lớn ( từ 50 – 55% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, trong đĩ cĩ vi sinh vật gây bệnh. Đồng thời trong nước thải cịn cĩ nhiều vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho các quá trình Trang 25
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP chuyển hố chất bẩn trong nước. Thành phần NTSH phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước, điều kiện trang thiết bị vệ sinh . . . Bảng 3.1 Thành phần đặc trưng NTSH chưa xử lý Hàm lượng Thành Phần Đơn vị yếu TB mạnh Chất rắn lơ lửng mg/l 200 220 350 Chất rắn hồ tan mg/l 250 500 850 Chất rắn lắng được mg/l 5 10 20 BOD5 mg/l 110 220 400 COD mg/l 250 500 1000 Nitrogen hữu cơ mg/l 8 15 35 N - amoni mg/l 12 25 50 P - hữu cơ mg/l 1 3 5 P - vơ cơ mg/l 3 5 10 Độ kiềm (HCO3) mgCaCO3/l 50 100 150 Coliform MPN/100ml (Nguồn : Metcalf and Eddy.1991) NTSH giàu chất hữu cơ và chất dinh dưỡng, vì vậy nĩ là nguồn để các loại vi khuẩn, trong đĩ cĩ vi khuẩn gây bệnh phát triển. Trong nước thải sinh hoạt cĩ tổng coliform từ 106 – 109 MPN/100ml (theo : Hồng Huệ, 1996). Tính chất của nước thải được xác định bằng việc phân tích hố học các thành phần nhiễm bẩn. Vì việc làm đĩ gặp nhiều khĩ khăn và phức tạp, nên thơng thường người ta chỉ xác định một số chỉ tiêu đặc trưng nhất về chất lượng và sử dụng để thiết kế các cơng trình xử lý. Các chỉ tiêu đĩ là : nhiệt độ, màu sắc, mùi vị, độ, pH, chất tro và khơng tro, hàm lượng chất lơ lửng, chất lắng đọng, BOD, hàm lượng các chất liên kết khác nhau của nitơ, photpho, Clorid, Sulfat, DO, chất hữu cơ . . . Hàm lượng chất lơ lửng là một trong những chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước thải. Căn cứ theo chỉ tiêu này, người ta tiến hành tính tốn các bể lắng và xác định số lượng cặn lắng. Trang 26
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hàm lượng BOD là chỉ tiêu dùng để tính tốn cơng trình xử lý sinh học. Với các nguồn nước thải khác nhau, thậm chí cùng một nguồn nước nhưng ở những thời điểm khác nhau chỉ số BOD cĩ những giá trị khác nhau. Thời gian cần thiết để thực hiện quá trình sinh học phụ thuộc vào nồng độ nhiễm bẩn, cĩ thể từ 1,2, 5 . . . 20 ngày hay lâu hơn nữa. Theo số liệu thực nghiệm với thời gian từ 15 – 20 ngày, hầu như luợng oxy trong quá trình sinh hố đã chi phí đầy đủ 99%. Hiện tượng oxy hố xảy ra khơng đồng đều theo thời gian, bước đầu quá trình xảy ra với cường độ mạnh, sau đĩ giảm dần. Lượng oxy hồ tan là một chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng nước thải đã được xử lý. Để cĩ sự hoạt động bình thường của các hồ tự nhiên, luợng oxy hồ tan khơng được nhỏ hơn 4 mg/l, trong nước thải bẩn thơng thường khơng cĩ oxy hồ tan. Nước thải cĩ chứa một lượng lớn các vi khuẩn, virut, nấm, rêu , tảo . . .để đánh giá mức độ nhiểm bẩn bởi vi khuẩn người ta đánh giá qua một loạt vi khuẩn đường ruột hình đũa điển hình là – cơli. Cơli được coi như một loại vi khuẩn vơ hại sống trong ruột người, động vật. Cơli phát triển nhanh trong mơi trường cĩ chứa Glucozơ 0.5% dùng làm nguồn năng lượng và nguồn cacbon, clorua amon 0.1% dùng làm nguồn nitơ và một số nguyên tố khác dưới dạng vơ cơ. Loại cĩ hại là virut, mọi loại virut đều sống ký sinh trong tế bào. Bình thường khi bị vung giải mỗi con cơli giải phĩng 150 con virut. Trong thực tế tồn tại hai đại luợng để tính số luợng cơli là cơli index và trị số cơliform. 3.1.3. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt a. Ảnh hưởng của nước thải ơ nhiễm chất hữu cơ Các chất hữu cơ chủ yếu trong nước thải sinh hoạt là các hydrocacbon. Đây là chất dễ bị vi sinh vật phân huỷ bằng cơ chế sử dụng oxy hồ tan trong nước để oxy hố các chất hữu cơ. Hàm lượng các chất hữu cơ dễ bị vi sinh vật phân huỷ được xác định gián tiếp qua nhu cầu oxy sinh hố (BOD5), sự ơ nhiễm chất hữu cơ sẽ dẫn đến sự suy Trang 27
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP giảm các nồng độ oxy hồ tan trong nước do vi sinh vật sử dụng để phân huỷ chất hữu cơ, oxy hồ tan giảm sẽ gây tác hại nghiêm trọng đến hệ thuỷ sinh vật. b. Ảnh hưởng của nước thải dầu mỡ Khi xả vào nguồn nước, phần lớn dầu loang trên mặt nước, chỉ cĩ một phần nhỏ hồ tan trong nước, cặn bả chứa dầu khi lắng xuống sẽ bị phân huỷ, một phần nổi lên mặt nước, một phần hồ tan trong nước, phần cịn lại tích tụ trong bùn đáy gây ơ nhiễm cho sinh vật nước. c. Ảnh hưởng chất rắn lơ lửng trong nước Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thuỷ sinh, đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan như tăng độ đục nguồn nước, gây bồi lắng và tắt nghẽn dịng sơng. d. Ảnh hưởng của nước thải chứa nhiều chất dinh dưỡng Nước thải chứa nhiều chất dinh dưỡng gây hiện tượng phú dưỡng hố, ảnh hưởng chất lượng nguồn nước và sự sống của thuỷ sinh vật. e. Ảnh hưởng của vi khuẩn gây bệnh Một số lồi vi khuẩn gây bệnh tồn tại trong nước thải khi ra sơng hồ sẽ thích nghi dần và phát triển mạnh. Theo con đường nước nĩ sẽ gây bệnh dịch cho người và các động vật khác. 3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học Thường áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý, trong nước thải thường cĩ các loại tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo như bao bì, chất dẻo, giấy, cát sỏi, . Ngồi ra, cịn cĩ các loại hạt lơ lửng ở dạng huyền phù rất khĩ lắng. Tuỳ theo kích cỡ, các hạt huyền phù được chia thành hạt chất rắn lơ lửng cĩ thể lắng được và hạt rắn keo được khử bằng đơng tụ. 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. Trang 28
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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. 3.2.1.1. Song chắn 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 lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilơng, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các cơng trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn. Hình 3.1 Song chắn rác cơ giới Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:  Song chắn thơ cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷ 100 mm.  Song chắn mịn cĩ khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm. 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. Song chắn rác với cào rác thủ cơng chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ cĩ lượng rác < 0,1 m3/ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta Trang 29
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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. Hiện nay ở một số nước 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. 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. Hình 3.2 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. Trang 30
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2.1.2. Bể lắng cát Bể lắng cát đặt sau song chắn rác, lưới chắn và đặt trước bể điều hịa, trước bể lắng đợt I. Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thơ nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mịn, tránh 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. 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 ngang: Bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dịng chảy (dạng chữ nhật hoặc vuơng) Hình 3.3 Bể lắng cát ngang Bể lắng cát thổi khí: bể lắng cát cĩ sục khí Trang 31
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.4 Bể lắng cát thổi khí Bể lắng cát ly tâm: bể lắng cát cĩ dịng chảy xốy Hình 3.5 Sơ đồ bể lắng cát ly tâm với hệ thống cơ giới để lấy cặn 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. 3.2.1.3. 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 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. Trang 32
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.6 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 3.2.1.4. Bể điều hịa Bể điều hịa được dùng để duy trì dịng thải và nồng độ vào cơng trình xử lý ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học. Bể điều hịa cĩ thể được phân loại như sau: Bể điều hịa lưu lượng Bể điều hịa nồng độ Bể điều hịa cả lưu lượng và nồng độ. 3.2.1.5. Bể lắng Dùng để 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 xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học. Để cĩ thể tăng cường quá trình lắng ta cĩ thể thêm vào chất đơng tụ sinh học. Bể lắng được chia làm 3 loại: Bể lắng ngang (cĩ hoặc khơng cĩ vách nghiêng): Bể lắng đứng: mặt bằng là hình trịn hoặc hình vuơng. Trong bể lắng hình trịn nước chuyển động theo phương bán kính (radian). Trang 33
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.7 Bể lắng đứng Bể lắng li tâm: mặt bằng là hình trịn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngồi. Hình 3.8 Bể lắng li tâm 3.2.1.6. Lưới lọc Lưới lọc 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. Trang 34
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay trịn (hay cịn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dăng 3.2.1.7. Bể lọc Tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ ,cơng trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải cơng nghiệp. 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 chậm Bể lọc nhanh Cột lọc áp lực Hình 3.9 Bể lọc 3.2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hố lý Các phương pháp hố lý được áp dụng để xử lý nước thải là đơng tụ, keo tụ ,hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cơ đặc, lọc ngược và siêu lọc, kết tinh nhã hấp các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt lơ lửng, phân tán (rắn và lỏng), các khí tan, các chất vơ cơ và hữu cơ hồ tan. Trang 35
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2.2.1. Phương pháp đơng tụ- tủa bơng Đơng tụ và tủa bơng là một cơng đoạn của quá trình XLNT, mặc dù chúng là hai quá trình riêng biệt tuy nhiên chúng khơng thể tách rời nhau. Vai trị của quá trình đơng tụ và kết bơng là nhằm loại bỏ huyền phù, chất keo cĩ trong nước thải. Đơng tụ: là phá vở tính bền vững của các hạt keo, bằng cách đưa thêm chất phản ứng gọi là chất đơng tụ. Kết bơng: là sự tích tụ các hạt “đã phá vỡ ở độ bền” thành các cụm nhỏ sau đĩ kết thành những cụm lớn hơn và cĩ thể lắng được gọi là quá trình kết bơng. Quá trình kết bơng cĩ thể được cải thiện bằng cách đưa thêm vào các chất phản ứng gọi là chất trợ kết bơng. Tuy nhiên quá trình kết bơng chịu sự chi phối của hai hiện tượng : kết bơng động học và kết bơng Ortocinetique. Kết bơng động học liên quan đến khuyếch tán Brao (chuyển động hỗn độn) kết bơng dạng này thay đổi theo thời gian và chỉ cĩ tác dụng đối với các hạt nhỏ hơn 1 microfoc dễ dàng tạo thành khối đơng tụ nhỏ. Kết bơng Ortocinetique liên quan đến quá trình tiêu hao năng lượng và chế độ dịng chảy là chảy tầng hay chảy rối. Hình 3.10 Sơ đồ bể kết tủa bơng cặn Trang 36
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 3.2 Các giai đoạn của quá trình đơng tụ , kết bơng Giai đoạn Hiện tượng Thuật ngữ Cho thêm chất Phản ứng với nước, ion hố, thuỷ Thuỷ phân đơng tụ phân, polime hố. Đặc tính hút ion làm đơng lạnh bề mặt các phân tử. Đặc tính liên quan đến ion hoặc Phá hủy tính trường hợp bề mặt của phân tử. Đơng tụ bền Bao gồm cả chất keo kết tủa. Liên quan đến các phân tử, trường hợp đồng hợp chất Chuyển động Brao Kết bơng ngoại vi Vận chuyển Năng lượng tiêu tán (gradian tốc độ) Kết bơng trục giao  Các chất làm đơng tụ, kết bơng Để tăng quá trình lắng các chất lơ lửng hay một số tạp chất khác ngưịi ta thường dùng các chất làm đơng tụ, kết bơng như nhơm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua hay một số polime nhơm, PCPA, polyacrylamit (CH2CHCONH2)n. Hiệu suất của quá trình đơng tụ cao nhất khi pH = 4 - 8.5. Để bơng tạo thành dễ lắng hơn thì người ta dùng chất trợ đơng, đĩ là những chất cao phân tử tan được trong nước và dễ phân ly thành ion. Tuỳ thuộc vào từng nhĩm ion khi phân ly mà các chất trợ đơng cĩ điện tích âm hay dương ( các chất trợ đơng tụ là anion hay cation ). Đa số chất bẩn hữu cơ, vơ cơ dạng keo cĩ trong nước thải chúng tồn tại ở điện tích âm, vì vậy mà các chất trợ đơng cation khơng cần keo tụ trước đĩ. Việc lựa chọn hố chất, liều lượng tối ưu của chúng, thứ tự cho vào nước cần phải tính thực nghiệm. Thơng thường liều lượng chất trợ đơng là từ 1 - 5mg/l. Để phản ứng diễn ra hồn tồn và tiết kiệm hố chất thì phải khuấy trộn đều với nước thải, liều lượng hố chất cho vào cần phải tính bằng Grotamet. Thời gian Trang 37
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP lưu nước trong bể trộn là từ 1 - 15 phút. Thời gian để nước thải tiếp xúc với hố chất tới khi bắt đầu lắng là từ 20 - 60 phút, trong khoảng thời gian này các chất hố học tác dụng với các chất trong nước thải và quá trình đơng tụ xảy ra. 3.2.2.2. Phương pháp hấp phụ Dùng để loại hết chất bẩn hồ tan vào nước mà các phương pháp sinh học cùng phương pháp khác khơng thể loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ. Thơng thường là các hợp chất hồ tan cĩ độc tính cao hoặc các chất cĩ mùi, vị và màu. Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keo nhơm, các chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sản xuất như xỉ tro, xi mạ sắt. Trong số này, than hoạt tính được dùng phổ biến nhất. Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị hấp phụ. Lượng chất hấp phụ tuỳ thuộc vào khả năng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn. Phương pháp này cĩ thể hấp phụ 58 - 95% các chất hữu cơ và màu. các chất hữu cơ cĩ thể bị hấp phụ được là phenol, Akylbenzen, Sunfonic axit, thuốc nhuộm và các hợp chất thơm. 3.2.2.3. Tuyển nổi Tuyển nổi là quá trình vật lý được dùng để tách các hạt rắn và các hạt chất lỏng ra khỏi pha lỏng. Quá trình này được thực hiện nhờ bọt khí tạo ra trong khối chất lỏng khi cho khơng khí vào. Các bọt khí bám vào các hạt hoặc được giữ lại trong cấu trúc hạt nên tạo nên lực đẩy đối với các hạt. Khơng khí được đưa vào nước với áp lực từ 1,75 – 3,5 kg/cm2. sau đĩ nước thải dư thừa khơng khí được đưa sang bể làm thống, tại đĩ các bọt khí đi lên làm cho các chất rắn lơ lửng nổi lên mặt nước và được loại bỏ. 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 Trang 38
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.11 Bể tuyển nổi kết hợp với cơ đặc bùn 3.2.2.4. 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. 3.2.2.5. 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. 3.2.2.6. 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. 3.2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hố 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. Trang 39
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2.3.1. Phương pháp trung hịa Phương pháp trung hồ chủ yếu được dùng trong nước thải ngành cơng nghiệp cĩ chứa kiềm hoặc axit. Để tránh hiện tượng nước thải gây ơ nhiễm cho mơi trường xung quanh thì người ta phải trung hồ nước thải, với mục đích là làm lắng các muối của kim loại nặng xuống và tách ra khỏi nước thải. Quá trình trung hồ phải tính đến khả năng trung hồ lẫn nhau giữa các loại nước thải chứa axit hay kiềm hay khả năng dự trữ kiềm của NTSH và nước sơng. Thực tế nếu hỗn hợp nước thải cĩ pH = 6.5 - 8.5 thì nước đĩ được coi là trung hồ. 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 tính acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, Na2CO3 hoặc lọc qua 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. 3.2.3.2. Phương pháp oxi hố- khử Oxi hố bằng khơng khí Oxi hố bằng khơng khí dựa vào khả năng hồ tan của oxi vào nước. Phương pháp này thường dùng để oxi hố Fe2+ thành Fe3+. Ngồi ra phương pháp này cịn dùng để loại bỏ một số hợp chất như : H2S, CO2 tuy nhiên cần phải chú ý hàm lượng khí sục vào vì nếu sục khí quá nặng sẽ làm tăng pH của nước. Oxi hố bằng phương pháp hố học Clo là một trong những chất dùng để khử trùng nước. Clo khơng dùng dưới dạng khí mà chúng cần phải hồ tan trong nước để tạo thành dạng HClO, chất này cĩ tác dụng diệt khuẩn. Tuy nhiên Clo cĩ khả năng giữ lại trong nước lâu. Ngồi ra ta cịn sử dụng hợp chất của Clo như Cloramin, chúng cũng cĩ khả năng khử trùng nước nhưng hiệu quả khơng cao bên cạnh đĩ chúng cịn cĩ khả năng giữ lại trong nước lâu ở nhiệt độ cao. Trang 40
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ơzơn là một chất oxi hố mạnh dùng để xử lý nước uống nhưng chúng khơng cĩ khả năng giữ lại trong nước. Pedroxit hydro cũng dùng để khử trùng nước tuy nhiên giá thành cao. Nĩ cĩ thể dùng để khử trùng đường ống. Ngồi ra Pedroxit hydro cịn dùng để xử lý hợp chất chứa lưu huỳnh trong nước thải gây ra mùi hơi khĩ chịu. Ưu điểm dùng chất này là khơng tạo thành hợp chất halogen. Phương pháp oxi hố điện hố Phương pháp oxi hố điện hố dùng để XLNT với mục đích khử các chất độc trong nước thải, thường dùng để thu hồi cặn quý (kim loại) trên điện cực anot. Phương pháp này dùng XLNT xi mạ niken, mạ bạc hay các nhà máy tẩy gỉ kim loại như điện phân dung dịch chứa sắt sunfat và axit sunfuric tự do bằng màng trao đổi ion sẽ phục hồi 80 – 90% axit sunfuric và thu hồi bột sắt với khối lượng là 20 - 25 kg/m3 dung dịch. Nếu xử lý bằng phương pháp điện phân thì nước thải cĩ thể dùng lại được, và dung dịch axit sunfuric cĩ thể dùng lại cho quá trình điện phân sau. 3.2.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Thực chất của phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật 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, để kiến tạo tế bào và tích luỹ năng lượng cho quá trình sinh trường, 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 trình xử lý sinh học cĩ thể Trang 41
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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. 3.2.4.1. Cơng trình xử lý trong điều kiện tự nhiên 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. Cĩ 2 loại hồ hiếu khí: Hồ làm thống tự nhiên và hồ làm thống nhân tạo. Hồ kị khí 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 rượu và khí CH4, H2S,CO2, thành 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. Chiều sâu của hồ khoảng 1 – 1,5 m. 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. 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. Trang 42
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phương pháp xử lý qua đất Thực chất của quá trình 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 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 3.12 Xử lý nước thải bằng đất 3.2.4.2. Cơng trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo cĩ thể kể đến hai quá trình chính: Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lủng Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính 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 Trang 43
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 vi 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 màu 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. Một số loại bể Aeroten thường dùng trong xử lý nước thải: Bể Aeroten truyền thống 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 3.13 Sơ đồ cơng nghệ bể Aeroten truyền thống Bể Aeroten tải trọng cao Trang 44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 độ nhiễm bẩn cao, thường là BOD > 500 mg/l. Tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000 mg BOD/g bùn (khơng tro) trong một ngày đêm. 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 Bể cĩ 2 ngăn: Ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh. 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 3.14 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 20-30 h Trang 45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 3.15 Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thống kéo dài Bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh 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 3.16 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. b) 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 3.17 Bể Oxytank Ưu điểm: Trang 46
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP . Hiệu suất cao nên tăng được tải trọng BOD. . Giảm thời gian sục khí. . Lắng bùn dễ dàng. . Giảm bùn đáng kể trong quá trình xử lý. c) Mương oxy hĩa Mương oxy hĩa là dạng cải tiến của bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh cĩ dạng vịng hình chữ O làm việc 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. d) 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. Bể lọc sinh học chia làm 2 dạng chính: 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 ÷ 15 mg/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 tới 10 ÷ 30 m3/m2.ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc sinh học nhỏ giọt. Hình 3.18 Bể lọc sinh học cao tải Trang 47
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP e) 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 3.19 Đĩa quay sinh học RBC f) Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor) SBR là một 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, 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 Trang 48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 dạng N-NH3 sang N-N- 2- - O2 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 bùn 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. Hình 3.20 Quá trình vận hành bể SBR 3.2.4.3. Cơng trình xử lý sinh học kị khí nhân tạo 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%. Trang 49
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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.  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. a) 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) Trang 50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 tiếp 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 bể 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. Hình 3.21 Bể UASB 1.Đầu vào, 2.Đầu ra, 3.Biogas 4.Thiết bị giữ bùn (VSV), 5.Khu vực cĩ ít bùn hơn b) 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) Trang 51
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bởi 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 của bể kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở:  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  Cĩ khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng 3.2.5. Xử lý cặn Nhiệm vụ của xử lý cặn là làm giảm thể tích và độ đẩm của cặn, làm ổn định cặn, khử trùng và sử dụng lại cặn cho các 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. 3.3. SƠ LƯỢC VỀ CÁC VI SINH VẬT TRONG VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.3.1. Quá trình hiếu khí và hiếu khí khơng bắt buộc (tùy nghi) 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 lượng dùng 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. Trang 52
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngồi ra cịn cĩ các loại vi khuẩn 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. Giai đoạn này cĩ thể do các lồi cĩ kích thườc khả kiến hoặc là đặc điểm của mơi trường. 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 Trang 53
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP điểm đĩ các điều kiện như pH, oxy, dinh dưỡng, nhiệt độ phù hợp cho lồi đĩ phát triển. Sự biến động về các vi sinh vật chủ đạo trong bể xử lý được biểu diễn trong hình 3.23. 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 "hộp đen" với những vi sinh vật bí mật. Hình 3.22 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 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng hoạt động của cơng trình xử lý nước thải hiếu khí Trang 54
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Loại Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của cơng trình Loại bể phản ứng Thời gian lưu của nước thải trong bể phản ứng Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Hiệu suất sục khí Bùn hoạt tính 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 giọt Hiệu suất thơng khí 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) 3.3.2. 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 Trang 55
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Quá trình phân hủy yếm khí được chia thành 3 giai đoạn chính như sau:  Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử  Tạo nên các axít  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 vi sinh vật ưa ấm. + 50 - 65oC: Đây là khoảng Nhiệt độ thích hợp cho 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. Ảnh hưởng của pH và độ kiềm (alkalinity): Độ pH trong hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 6,6 - 7,6 và 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. Trang 56
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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: 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 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. 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. Trang 57
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN , ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÙ HỢP KHU DÂN CƯ – DỊCH VỤ – CƯ XÁ CƠNG NHÂN SÀI GỊN – BÌNH PHƯỚC 4.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ Đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải dựa vào:  Cơng suất trạm xử lý  Chất lượng nước sau xử lý  Hiệu quả quá trình xử lý  Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt  Chi phí đầu tư, chi phí vận hành  Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước  Diện tích đất sẵn cĩ của dự án và mỹ quan cơng trình  Quy mơ và xu hướng phát triển trong tương lai của dự án  Yêu cầu về năng lượng, hĩa chất, các thiết bị sẵn cĩ trên thị trường 4.2. TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO Nước thải tại Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước chủ yếu từ:  Khu nhà ở;  Khu vực cơng cộng và dịch vụ gồm: + Khu y tế; + Khu hành chính; + Khu trường học; + Khu thương nghiệp; Thành phần ,tính chất nước thải đặc trưng tại Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước cũng chính là thành phần nước thải sinh hoạt thơng thường với các đặc trưng ơ nhiễm được trình bày trong Bảng 4.1 Bảng 4.1 Thành phần nước thải sinh hoạt đặc trưng Trang 58
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thành phần QCVN STT Đơn vị Nồng độ nước thải 14:2008, cột B 1 pH - 6,8 5,0 – 9,0 2 SS mg/l 200 100 3 BOD5 mg/l 250 50 4 COD mg/l 400 - 5 Nitơ tổng mg/l 25 – 30 50 6 Photpho tổng mg/l 5 – 10 10 7 Tổng Coliform MPN/100ml 108 3000 Thành phần chất nền quan trọng trong nước thải bắt nguồn từ 3 loại thức ăn cơ bản là cacbonhyđrat, protein và chất béo. Cacbonhyđrat là sản phẩm và là dạng phân nhỏ của axit hữu cơ, nĩ là thành phần đầu tiên bị phân hủy trong quá trình hoạt động của vi sinh vật. Chúng tồn tại dưới dạng đường hồ bột khác nhau và cả ở dạng vật chất xenlulơ của bột giấy, chúng cũng là nguồn đầu tiên cung cấp năng lượng và các hợp chất chứa hợp chất hữu cơ cho vi khuẩn sống trong nước thải. Protein và các sản phẩm phân hủy của chúng như amino axit là các hợp chất chứa nhiều nitơ và cĩ nguồn gốc từ động, thực vật. chúng là nguồn cung cấp nitơ cần thiết cho quá trình hình thành và phát triển của tế bào vi sinh vật trong nước thải. Chất béo và dầu cĩ nguồn gốc từ động thực vật, chúng bị phân hủy thành axit béo dưới tác động của vi khuẩn, chất béo và dầu cĩ độ hịa tan thay đổi trong nước, ở một số điều kiện nhất định thường nổi lên bề mặt nước. 4.3. TIÊU CHUẨN XẢ THẢI Nước thải tại Khu Dân cư – Dịch vụ – Cư xá cơng nhân Sài Gịn – Bình Phước sau khi được xử lý tại hệ thống xử lý nước thải tập trung phải đạt quy chuẩn QCVN 14 : 2008, cột B. Nước thải sau khi xử lý sẽ được xả vào cống thốt dọc tuyến Quốc lộ 14 thốt ra hồ Dak Vai (vùng hạ lưu Hồ Thủy điện Thác Mơ). Trang 59