Chuyên đề xử lý nước thải bằng các quá trình tự nhiên pptx

NGUYỄN THỊ NGỌC ÁNH
NGUYỄN TRUNG HÀ
ĐINH THU HẰNG
TẠ QUANG TUYÊN HƯNG
Khái niệm:
Là những thủy vực trong tự nhiên gồm hệ
sinh vật (nguyên sinh động vật, thực vật,
VSV ) đóng vai trò chủ chốt trong quá trình
xử lý nước thải
Trong hồ xảy ra các quá trình sinh hóa : hiếu
khí, tùy tiện, yếm khí mà tùy thuộc vào độ
sâu , nhu cầu oxy mà quá trình nào là chủ
đạo

Tầng mặt : SX bậc I
P/Ư quang hợp CO
2
+ H
2
O (CH
2
O)
n
+ O
2
d
Hô hấp ( CH
2
O)

n
+ O
2
 CO
2
+ H
2
O +∆H
SX bậc II
phytoplankton  zooplankton(grazing)

Tầng dưới : Quá trình oxy hóa CHC và Nitrat hóa
CHC
vsv
CO
2
+ H
2
O
N
hữucơ
NH
3
NO
3
-
Hồ làm
thoáng tự
nhiên


H: 30-45 cm

Tải trọng BOD : 250-300
kg BOD
5
/ha.ngày

Thời gian lưu nước :3-12
ngày

Hiệu quả làm sạch : 80-
95%

Hồ làm thoáng
nhân tạo

H :1,5-5 m

Tải trọng BOD(max) :
404 kg BOD
5
/ha.ngày

Thời gian lưu nước : 1-3
ngày(>)

. Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong hồ do quá
trình khử BOD tính theo công thức :
X = Y× ( S

0
S)/(1 + K
d
×t) (mg/l)
•
K
d
: hệ số phân hủy nội bào (ngày
-1
)
•
Y : hệ số tạo bùn max tính theo bùn tạo ra khi khử
1mg BOD
5
(mg/mg)

Chất lượng nước sau xử lý
BOD
5
giảm, cặn lắng gồm chất rắn lơ lửng (SS)
với lượng bùn X (mg/l) tạo thành và có thể thêm sinh
khối tảo

Lượng oxy cần thiết gồm phần để khử BOD , oxy hóa
NH
4
+
thành NO
3
-

được tính theo công thức:
OC
0
= Q×(S
0
 S)/1000×f -1,42×P
x
+ 4,57× Q×(N
0
–
N)/1000 (kgO
2
/ngày)
Trong đó:
OC
0
: lượng oxy cần thiết ở đktc của phản ứng là 20°C
Q: lượng nước thải cần xử lý (m
3
/ngày)
S
0
, S : BOD
5
đầu vào , đầu ra (g/m
3
)
f :hệ số chuyển đổi BOD
5
ra COD hay BOD

20
, thường f =
0,45-0,68
P
x
: phần sinh khối ra ngoài xả theo bùn dư =Y
b
×Q×(S
0
-
S)×1000 (kg/ngày)
1,42 : hệ số chuyển đổi từ sinh khối ra COD
N
0,
,N: tổng nitơ đầu vào, đầu ra (g/m
3
)
4,57 : hệ số sử dụng oxy khi oxy hóa NH
4
+
thành NO
3
-

Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế:
OC
t
= OC
0
×( C

s20
/(β×C
sh
-C
d
))/(1,024
T-20
×α)
Trong đó

β: hệ số điều chỉnh sức căng bề mặt theo hàm lượng
muối. Đối với nước thải thường lấy β=1

C
sh
: nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở T°C (mg/l)

C
s20
: nồng độ oxy bão hòa trong nước sạch ở 20°C
(mg/l)

C
d
: nồng độ oxy cần duy trì trong ao hồ (mg/l)

Khi xử lý nước thải C
d
=1,5-2 mg/l


α: hệ số điều chỉnh lượng oxy tổn hao do các phần tử
có trong nước thải, như các chất hoạt động bề mặt, loại
thiết bị làm thoáng ,hình dạng và kích thước bể…

Khái niệm
Là loại ao sâu, ít có hoặc không có điều kiện hiếu khí.
Các VSV kị khí sống không cần oxy không khí.Chúng
sử dụng ở các hợp chất như nitrat, sulfat…để oxy hóa
các chất hữu cơ , các loại rượu và khí CH
4,
H
2
S, CO
2
,H
2
O ,…

Đặc điểm
 Để lắng và phân hủy cặn lắng ở vùng đáy.
 Loại ao hồ này có thể tiếp nhận loại nước thải (kể cả nước
thải công nghiệp ) có độ nhiễm bẩn lớn, tải trọng BOD
cao và không cần vai trò quang hợp của tảo.
 Nước thải lưu ở hồ kị khí sinh ra mùi hôi thối khó chịu. Vì
vậy không nên bố trí các hồ này gần khu dân cư và xí
nghiệp chế biến thực phẩm.

Để duy trì điều kiện kị khí và gữi ấm nước trong hồ
trong những ngày đông giá lạnh, chiều sâu hồ là khá
lớn (từ 2-6m, thường lấy ở khoảng 2.5-3.5m)


diện tích mặt thoáng không cần lớn. Thời gian lưu
nước có thể dài, nhưng cần tính toán sao cho mùa hè
chỉ cần lưu nước từ 1.5 đến 2 ngày, mùa đông là 5
ngày. BOD trong hồ này vào mùa hè có thể khử tới 65-
80%, mùa đông có thể khử tới 45-65%.

Cấu tạo của hồ nên có 2 ngăn, 1 ngăn làm việc và 1
ngăn dự phòng khi vét bìn cặn.

Cửa dẫn nước vào ao hồ nên đặt chìm đảm bảo cho
việc phân phối cặn đồng đều trong hồ. Cửa xả nước ra
khỏi hồ theo kiểu thu nước bề mặt, có tấm ngăn bùn
không cho ra cùng với nước.

ở thành phố có vùng ngoại ô rộng và nhiều đầm phá
trũng có thể cải tạo thành các đầm hồ kị khí để xử lý
nước thải. Trên thế giới đã có thành phố xử lý nước
thải trong hồ có bề mặt tới 5km
2

Các hồ kị khí có thể xây dựng nhiều bậc.
Chiều sâu của bậc sau lớn hơn bậc trước. hồ 1 bậc
thường có diện tích 0,5-7ha, nhiều bậc diện tích mỗi
bậc 2,25ha

Khái niệm
Loại ao hồ này rất phổ biến trong thực
tế, đó là kết hợp của 2 quá trình song
song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ

hòa tan trong nước và phân hủy kị khí
(sản phẩm chủ yếu là CH
4
) cặn lắng ở
vùng đáy.

Đặc điểm

Phân tầng : lớp trên là vùng hiếu chi
vùng giữa là vùng kị khí tùy tiện,
vùng đáy sâu là vùng kị khí

Vùng hiếu khí chủ yếu ở lớp nước mặt có độ sâu 1m

Phân hủy kị khí sinh ra các khí có mùi hôi và có thể gây cháy
nổ hoặc gây ô nhiễm bầu khí quyển

vùng kị khí ở đáy hồ. Các chất hữu cơ bị phân hủy kị khí sinh
ra các khí CH
4
,H
2
S,H
2
,N
2
,CO
2
…chủ yếu là CH
4

. Quá trình
này phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.

Nguồn oxy:

khuếch tán qua mặt nước do sóng gió và nhờ tảo,

nồng độ oxy ban ngày nhiều hơn ban đêm

Ở nhiệt độ cao quá trình lên men xảy ra nhanh hơn

Phân tầng theo nhiêt:
 tầng nước phía trên có nhiệt độ cao hơn, tảo phát triển , tiêu
thụ CO
2
làm pH nước mang tính kiềm có khi lên tới 9,8. Tảo
phát triển mạnh thành lớp dày rồi chết và tự phân làm cho
nước thiếu oxy hòa tan, ảnh hưởng đến VSV hiếu khí,

tầng dưới: VSV kị chi, tùy tiện hoạt động mạnh. Trong trường
hợp này nên khuấy đảo nước hồ để tránh hồ bị quá tải chất
hữu cơ.

Xây dựng hồ

chọn chiều sâu khoảng 1-1,5m

tỉ lệ chiều rộng và chiều dài là 1:1 hoặc 1:2.

Những nơi nhiều gió , diện tích hồ nên cho rộng còn nơi ít gió

xây hồ nhiều ngăn.

Đáy hồ cần phải lèn chặt để chống thấm, có thể lớp đất sét dày
15cm. Bờ hồ nên gia cố chắc chắn tránh xói lở.
Khả năng khử BOD tính như hồ có sục khuấy:
E= S/S
0
=1/(1+K
T
×t)
K
T
= K
20
×Ө
T-20
Đối với nước thải sinh hoạt thì 0,5<K
20
<1, với nước thải
công nghiệp 0,3<K
20
<2,5
Với nước hồ tự nhiên Ө=1,035-1,074
Thời gian lưu nước trong hồ tính theo công thức
t= (S
0
-S)/K
t
×S
Nếu trong nước có nồng độ kim loại nặng cao thì cần

dùng các biện pháp hấp phụ, trao đổi ion,…Quần thể vi
tảo trong hồ rất mẫn cảm với độ độc của KLN.

với ao hồ hiếu khí và tùy tiện cần loại bùn và
tảo, thay nước và làm cỏ thường xuyên.

Với ao kị khí 2-3 năm mới loại bùn

Khái niệm
Hồ được thiết kế để xử lý các dòng thải từ các công
trình xử lý thứ cấp: nước sau aeroten, sau lọc sinh học

Tác dụng:
Nhằm khử triệt để các CHC, dinh dưỡng , vi trùng, vi
khuẩn gây bệnh xuống dưới ngưỡng tiêu chuẩn trước
khi xả vào nguồn nước mặt

Đặc điểm
Thường là hồ tùy tiện
Thực vật thủy sinh ở đây thường là bèo cái bèo tây ,
rau muống

Ưu điểm

Chi phí xây dựng và vận hành rẻ

Khử được các vi khuẩn gây bệnh

Nhược điểm
Khó điều chỉnh các yếu tố công nghệ

Thời gian xử lý dài
Yêu cầu mặt bằng rộng
Phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên
•
khái quát về bãi lọc
•
Thực trạng trên thế giới
•
Thực trạng tại Việt Nam.
•
Nguyên tắc xử lý trong bãi lọc.
•
Ví dụ áp dụng

Bãi lọc trồng cây là những vùng đất trong đó có mức
nước cao hơn hoặc ngang bằng so với mặt đất trong
thời gian dài, đủ để duy trì tình trạng bão hòa của đất
và sự phát triển của các vi sinh vật và thực vật sống
trong môi trường đó

Các loài thực vật được trồng phổ biến nhất
trong bãi lọc là các loại thực vật thủy sinh lưu
niên, thân tảo, thân xốp, rễ chùm nổi ở trên
mặt nước, ngập hẳn trong nước hay trồng
trong nước nhưng thân cây nhô hẳn lên trên
mặt nước.
 Nhược điểm: hạn chế trong quá trình vận hành do
kiểm soát chế độ thủy lực, có thể gây ảnh hưởng
đến môi trường sống của động vật.


Ưu điểm: xử lý nước thải trong điều kiện tự
nhiên, chi phí đầu tư thấp, mức độ xử lý ô nhiễm
cao, sinh khối và bùn tạo ra có giá trị kinh tế nuôi
thủy sản …

Có thể chia làm 2 loại :

Bãi lọc trồng cây ngập nước

Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm

Năm 1991, bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm xử lý
nước thải sinh hoạt đầu tiên đã được xây dựng ở Na
Uy.

Tại miền Bắc Thụy Điển, bãi lọc trồng cây ngập nước
được sử dụng để xử lý bổ sung nước thải sau các trạm
xử lý nước thải đô thị với mục đích chính là khử nitơ,
mặc dù hiệu quả xử lý tổng Phốtpho và BOD cũng khá
cao.