tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất dây kéo ykk việt nam lưu lượng 120 m3ngày đêm

i

MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3
1.1. Phương pháp xử lý cơ học: 3
1.1.1. Song chắn rác 3
1.1.2. Lưới lọc 4
1.1.3. Bể lắng cát 4
1.1.4. Bể tách dầu mỡ 5
1.1.5. Bể điều hòa 5
1.1.6. Bể lắng 5
1.1.7. Bể lọc 6
1.2. Phương pháp xử lý hoá học 7
1.2.1. Đông tụ và keo tụ 7
1.2.2. Trung hòa 8
1.2.3. Oxy hoá khử 9
1.2.4. Điện hóa 9
1.3. Phương pháp xử lý hóa lý 10
1.3.1. Tuyển nổi 10
1.3.2. Hấp phụ 11
1.3.3. Trích ly 11
1.3.4. Trao đổi ion 11
1.4. Phương pháp xử lý sinh học 12
1.4.1. Công trình xử lý sinh học hiếu khí. 12
1.4.1.1. Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank 12
1.4.1.2. Mương oxy hóa 16

1.4.1.3. Lọc sinh học – Biofilter 16
1.4.1.4. Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors) 17
1.4.1.5. Bể sinh học theo mẻ SBR ( Sequence Batch Reactor) 17
1.4.2. Công trình xử lý sinh học kỵ khí 19
1.4.2.1. Phương pháp kị khí với sinh trưởng lơ lửng 19
1.4.2.2. Phương pháp kị khí với sinh trưởng gắn kết 20
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY YKK VIỆT NAM 22
2.1. Khái quát chung 22
2.2. Mô tả địa điểm triển khai các hoạt động của Nhà máy: 22
2.2.1. Vị trí địa lý của nhà máy: 22
2.2.2. Vốn đầu tư của Công ty: 23
2.3. Tóm tắt công nghệ sản xuất của Công ty: 23
2.3.1 Quy trình sản xuất đầu khóa kéo 24
2.3.2. Quy trình dệt băng vải 27
2.3.3.Quy trình sản xuất dây kéo vòng (chuỗi dây khóa kéo coil ) 29
2.4. Nhu cầu sử dụng nhiên liệu của Công ty 30
2.4.1. Nhu cầu sử dụng và nguồn cung cấp nước 30
ii

2.4.2. Nhu cầu sử dụng điện của Công ty 31
2.5. Ô nhiễm môi trường và các biện pháp giảm thiểu: 31
2.5.1. Nguồn gây ô nhiễm môi trường nước: 31
2.5.1.1. Nước thải sản xuất 31
2.5.1.2. Nước thải sinh hoạt 32
2.5.1.3.Nước mưa chảy tràn 32
2.5.2. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước: 32
2.5.2.1. Đối với nước thải sản xuất 32
2.5.2.2. Đối với nước thải sinh hoạt 32
2.5.2.3. Đối với nước mưa chảy tràn 32
CHƯƠNG 3 33

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ
LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG TY YKK VIỆT NAM 33
3.1. Thành phần tính chất nước thải tại Công ty YKK Việt Nam 33
3.2. Tiêu chuẩn thải sau xử lý 34
3.3. Yêu cầu thiết kế 35
3.4. Đề xuất công nghệ 36
3.4.1. Phương án 1 36
3.4.2. Phương án 2 39
3.5. Tính toán đơn vị công trình 41
3.5.1. Tính toán phương án 1 41
3.5.1.1. Song chắn rác 41
3.5.1.2. Hố thu và tách dầu. 45
3.5.1.3. Bể điều hoà 46
3.5.1.4. Tính toán bể Aerotank 49
3.5.1.5.Bể lắng II 58
3.5.1.6.Bể khử trùng 59
3.5.1.7.Bể chứa bùn 66
3.5.1.8.Tính toán hóa chất 68
3.5.2 Tính toán phương án 2 69
3.5.2.1.Tính toán bể lọc sinh học (bể Biophin) 69
CHƯƠNG 4.KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 76
4.1.Khai toán cho phương án 1 76
4.1.1. Phần xây dựng Error! Bookmark not defined.
4.1.2. Phần thiết bị: 76
4.1.3. Chi phí cho 1m
3
nước thải 77
4.2 Khai toán cho phương án 2 78
4.2.1. Phần xây dựng : 78
4.2.2 Phần thiết bị 78

4.2.3.Chi phí cho 1m
3
nước thải 79
4.3. So sánh công nghệ 80
CHƯƠNG 5.QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 82
5.1 Giai đoạn khởi động 89
5.1.1 Bể Aerotank 82
5.1.1.1 Chuẩn bị bùn 82
5.1.1.2.Kiểm tra bùn 82
5.1.1.3.Vận hành 82
iii

5.2. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố trong vận hành hệ thống xử lý 83
5.3. Tổ chức quản lý và kỹ thuật an toàn 84
5.3.1. Tổ chức quản lý 84
5.3.2. Kỹ thuật an toàn 85
5.3.3.Bảo trì 85
5.3.3.1. Hệ thống đường ống 85
5.3.3.2.Các thiết bị 85
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87
6.1 Kết luận 87
6.2 Kiến nghị 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
PHỤ LỤC 1
iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxi sinh hoá (hay sinh học)
BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường

COD Nhu cầu oxi hoá học
CBCNV Cán bộ công nhân viên
DO Oxy hoà tan
HTXLNT Hệ thống xử lý nước thải
KCN Khu công nghiệp
SS Chất rắn lơ lửng
MLSS Sinh khối lơ lửng
MLVSS Sinh khối bay hơi hỗn hợp
TCVN Tiê u chuẩn Việt Nam
NTSH Nước thải sinh hoạt
QCXD Quy chuẩn xây dựng
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
SCR Song chắn rác
PCCC Phòng cháy chữa cháy
v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

STT BẢNG
1 Bảng 2.1: Thống kê mức vốn đầu tư của Công ty YKK Việt Nam
2 Bảng 3.1: Tính chất nước thải sinh hoạt tại Công ty YKK Việt Nam
3 Bảng 3.2: Quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT Cột B
4 Bảng 3.3: Thông thiết kế số song chắn rác
5 Bảng 3.4: Thông thiết kế số hố thu
6
Bảng 3.5: Thông số thiết kế bể điều hòa
7 Bảng 3.6: Thông số thiết kế bể Aerotank
8 Bảng 3.7: Thông số thiết kế bể lắng II
9 Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể khử trùng
10 Bảng 3.9: Tải trọng cặn trên 1m

3
sân phơi bùn
11
Bảng 3.10: Hệ số phụ thuộc điều kiện khí hậu
12
Bảng 3.11: Thông số thiết kế bể chứa bùn
13 Bảng 3.12: Thông số thiết kế bể lọc sinh học
vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT HÌNH
1
Hình 1.1: Song chắn rác cơ giới
2 Hình 1.2: Bể lắng cát ngang
3 Hình 1.3: Bể lắng ngang
4 Hình 1.4: Bể lọc
5 Hình 1.5: Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo
6 Hình 1.6: Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn
7
Hình 1.7: Sơ đồ công nghệ đối với bể Aerotank truyền thống
8
Hình 1.8: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc
9
Hình 1.9: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo dài
10
Hình 1.10: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh.
11
Hình 1.11: Oxytank
12 Hình 1.12: Bể lọc sinh học nhỏ giọt
13

Hình 1.13: Quá trình vận hành của bể SBR
14
Hình 1.14: Bể UASB
15 Hình 2.1. Quy trình sản xuất đầu khóa kéo
16 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình xi mạ
17 Hình 2.3: Quy trình công đoạn dệt băng vải (cho chuỗi dây kéo Coil)
18 Hình 2.4: Quy trình dệt băng vải (cho chuỗi dây khóa kéo kim loại)
19 Hình 2.5: Quy trình sản xuất dây kéo vòng
vii


20 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1
21 Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề:
Trong thời đại ngày nay, môi trường sống là một trong những vấn đề đang
được rất nhiều ngành, nhiều cấp quan tâm. Vấn đề này không tự nó sinh ra mà
nguyên nhân chính là do nhu cầu cuộc sống con người.
Ở Việt Nam, trong giai đoạn hiện nay nền kinh tế thị trường làm động lực
thúc đẩy nhịp điệu kinh tế từng bước nhảy vọt, mà đặc biệt là ngành công nghiệp
phát triển. Bên cạnh đó, các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp liên tiếp nhau
được hình thành. Do đó, kéo theo các vấn đề về môi trường như: không khí, chất
thải rắn, nước thải… Đặc điểm quan trọng nhất hiện nay là vấn đề nước thải, vì hiện
nay khâu quản lý các vấn đề môi trường của nhà nước ta chưa được chặt chẽ đối với
doanh nghệp. Do đó, hầu hết các nhà máy, xí nghiệp hiện nay đều chưa có hệ thống

xử lý nước thải, nếu có thì họ cũng xử lý chưa đạt tiêu chuẩn của nhà nước. Cho nên
việc xây dựng nhà máy nước thải riêng cho từng nhà máy, xí nghiệp là điều nên làm
khi tiến hành xây dựng nhà xưởng. Áp dụng vấn đề này với nhà máy sản xuất dây
kéo thuộc công ty YKK VIỆT NAM ta thấy việc cần thiết là phải tiến hành thiết kế,
xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy này.
Vì thế, đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy sản
xuất dây kéo YKK VIỆT NAM lưu lượng 120 m
3
/ngày đêm” được thực hiện nhằm
góp phần làm giảm thiểu hàm lượng ô nhiễm của nước thải trước khi thải vào môi
trường sống chung cũng như có thể hạn chế bớt vấn đề môi trường hiện nay.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
Đề tài được thực hiện với 3 mục tiêu chính:
- Khảo sát và nghiên cứu thực trạng, đặc tính của nước thải sinh hoạt phát sinh
trong nhà máy.
- Đề xuất công nghệ và tính toán – thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
cho phù hợp với điều kiện thực tế của nhà máy.
- Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 14 : 2008/BTNMT).
3. Nội dung nghiên cứu:

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

2

- Tìm hiểu hoạt động của Nhà máy
- Phân tích dòng thải từ qui trình sản xuất
- Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp
- Tính toán thiết kế phương án xử lý nước thải hoàn chỉnh.
4. Phương pháp thực hiện:
Đề tài nghiên cứu bằng các phương pháp sau:

- Nghiên cứu tư liệu: Thu thập tài liệu, số liệu, đáng giá tổng quan về công
nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải của nhà
máy sản xuất dây kéo YKK VIỆT NAM
- Thu thập, phân tích tổng hợp dữ liệu để tính toán và thiết kế các công trình
đơn vị .
- Phương pháp so sánh: phương pháp này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước
thải đầu vào và ra theo Tiêu chuẩn Việt Nam (QCVN 14 : 2008/BTNMT).
- Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: đánh giá hiệu quả kinh tế trong quá
trình xử lý nước thải của các phương pháp xử lý.
5. Phạm vi nghiên cứu:
Với mục tiêu nghiên cứu đã được xác định, đề tài chỉ được giới hạn trong
phạm vi tìm hiểu tính chất, lưu lượng nước thải sinh hoạt để từ đó tính toán – thiết
kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho phù hợp với nhà máy sản xuất dây kéo
YKK VIỆT NAM.
6. Ý nghĩa của đề tài:
Đề tài được thực hiện dựa trên cơ sở thu thập số liệu, nghiên cứu thực trạng
nguồn thải, tính chất nước thải tại nhà máy sản xuất dây kéo YKK Việt Nam để từ
đó đưa ra hệ thống xử lý nước thải cho phù hợp.
Kết quả tính toán – thiết kế trạm xử lý nước thải của đề tài có thể làm cơ sở
cho công ty YKK VIỆT NAM tham khảo để đầu tư xây dựng vào thực tế.

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1.1. Phương pháp xử lý cơ học:
Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất
không tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải;
điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.

Các công trình xử lý cơ học xử lý nước thải thông dụng:
1.1.1. Song chắn rác
Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại
các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn
như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ
các công trình bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn.

Hình 1.1. Song chắn rác cơ giới
Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành 2 loại:
 Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷100mm.
 Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm.




Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

4

1.1.2. Lưới lọc
Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành
phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ. Kích thước
mắt lưới từ 0,5÷1,0mm.
Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay
còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa.
1.1.3. Bể lắng cát
Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa, trước bể
lắng đợt I. Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô 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 mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý tiếp theo. Bể lắng cát gồm 3 loại:

 Bể lắng cát ngang

Hình 1.2. Bể lắng cát ngang
 Bể lắng cát thổi khí
 Bể lắng cát ly tâm


Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

5

1.1.4. Bể tách dầu mỡ
Các loại công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công
nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Các chất này
sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học…và chúng cũng
phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên
men cặn.
1.1.5. Bể điều hòa
Bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độ vào công 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
hòa có thể được phân loại như sau:
- Bể điều hòa lưu lượng
- Bể điều hòa nồng độ
- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ.
1.1.6. Bể lắng
Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên
tắc trọng lực. Các bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thể loại
bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có 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 có

thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học.
Bể lắng được chia làm 3 loại:

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

6

 Bể lắng ngang (có hoặc không có vách nghiêng):

Hình 1.3. Bể lắng ngang
 Bể lắng đứng: mặt bằng là hình tròn hoặc hình vuông. Trong bể lắng hình
tròn nước chuyển động theo phương bán kính (radian).
 Bể lắng li tâm: mặt bằng là hình tròn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều
từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài.
1.1.7. Bể lọc
Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải
với kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật
liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc
thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các
công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có
trong nước thải. Các loại bể lọc được phân loại như sau:
- Lọc qua vách lọc
- Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt
- Thiết bị lọc chậm
- Thiết bị lọc nhanh.


Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

7

Hình 1.4. Bể lọc
1.2. Phương pháp xử lý hoá học
1.2.1. Đông tụ và keo tụ
Phương pháp đông tụ-keo tụ là quá trình thô hóa các hạt phân tán và nhũ
tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tượng lắng xảy lắng.
Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hat keo phân tán có kích thước 1-100µm. Để
tạo đông tụ, cần có thêm các chất đông tụ như:
- Phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O. Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 20
0
C
là 362 g/l. pH tối ưu từ 4.5-8.

- Phèn sắt FeSO4.7H2O.Độ hòa tan của phèn sắt trong nước ở 200C là 265 g/l.
Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9.
- Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O, …
- Vôi.

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

8

Khác với đông tụ, keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp
chất cao phân tử vào. Chất keo tụ thường sử dụng như: tinh bột, ester, cellulose, …
Chất keo tụ có thể sử dụng độc lập hay dùng với chất đông tụ để tăng nhanh quá
trình đông tụ và lắng nhanh các bông cặn. Chất đông tụ có khả năng làm mở rộng
phạm vi tối ưu của quá trình đông tụ, làm tăng tính bền và độ chặt của bông cặn, từ
đó làm giảm được lượng chất đông tụ, tăng hiệu quả xử lý. Hiện tượng đông tụ xảy
ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử
chất keo tụ bị hấp phụ theo các hạt lơ lửng. Khi hòa tan vào nước thải, chất keo tụ
có thể ở trạng thái ion hoặc không ion, từ đó ta có chất keo tụ ion hoặc không ion.


Hình 1.5. Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo
1.2.2. Trung hòa
Nước thải của một số ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, do các
quá trình công nghệ có thể có chứa các acid hoặc bazơ, có khả năng gây ăn mòn vật
liệu, phá vỡ các quá trình sinh hóa của các công trình xử lý sinh học, đồng thời gây
các tác hại khác, do đó cần thực hiện quá trình rung hòa nước thải.
Các phương pháp trung hòa bao gồm:
 Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm.

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

9

 Trung hòa dịch thải có tính acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH,
KOH, NaCO
3
, NH
4
OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như CaCO
3
, dolomit,…
 Đối với dịch thải có tính kiềm thì trung hòa bởi acid hoặc khí acid.
Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hòa, cần dựa vào các yếu tố:
 Loại acid hay bazơ có trong nước thải và nồng độ của chúng.
 Độ hòa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hóa
học.
1.2.3. Oxy hoá khử
Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ
các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp phụ vào
bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như : Hg, As,…là những chất độc, có khả năng gây
hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử. Có thể dùng các
tác nhân oxy hóa như Cl
2
, H
2
O
2
, O
2
không khí, O

3
hoặc pirozulite ( MnO
2
). Dưới
tác dụng oxy hóa, các chất ô nhiểm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc
hại hơn và được loại ra khỏi nước thải.
1.2.4. Điện hóa
Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: oxy hóa ở anod và khử ở catod. Xử
lý bằng phương pháp điện hóa rất thuận lợi đối với những loại nước thải có lưu
lượng nhỏ và ô nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vô cơ đậm đặc.
Ưu điểm :
- Không cần pha loãng sơ bộ nước thải.
- Không cần tăng thành phần muối của chúng.
- Có thể tận dụng lại các sản phẩm quý chứa trong nước thải.
- Diện tích xử lý nhỏ.
Nhược điểm:

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

10

- Tốn kém năng lượng.
- Phải tẩy sạch bề mặt điện cực khỏi các tạp chất.
1.3. Phương pháp xử lý hóa lý
Trong dây chuyên công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được áp
dụng sau công đoạn xử lý cơ học. Phương pháp xử lý hóa lý bao gồm các phương
pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cô đặc, lọc ngược,…. Phương pháp
hóa ly đước sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ
và vô cơ hòa tan, có một số ưu điểm như:
Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxi hóa sinh học.

- Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật.
- Có thể thu hồi các chất khác nhau.
- Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn.
1.3.1. Tuyển nổi
Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia
của hai pha khí-nước và xảy ra khi có năng lượng tự do trên bề mặt phân chia, đồng
thời cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở
những nơi tiếp xúc khí-nước
* Tuyển nổi dạng bọt: được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất không
tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hòa tan.
* Phân ly dạng bọt: được ứng dụng để xử lý các chất hòa tan có trong nước
thải, ví dụ như chất hoạt động bề mặt.
Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi là có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, có thể
thu tạp chất. Phương pháp tuyển nổi được sử dụng nhiều trong các ngành công
nghiệp như: tơ sợi nhân tạo, giấy cellulose, thực phẩm,…

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

11


Hình 1.6. Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn
1.3.2. Hấp phụ
Hấp phụ là thu hút chất bẩn lên bề mặt của chất hấp phụ, phần lớn là chất hấp
phụ rắn và có thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hoặc động
Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất bị hấp phụ có
thể bị giải hấp và chuyển ngược lại vào chất thải. Các chất hấp phụ thường được sử
dụng là các loại vật liệu xốp tự nhiên hay nhân tạo như tro, mẫu vụn than cốc, than
bùn, silicagen, keo nhôm, đất sét hoạt tính,… và các chất hấp phụ này còn có khả
năng tái sinh để tiếp tục sử dụng.

1.3.3. Trích ly
Phương pháp tách chất bẩn hữu cơ hòa tan chứa trong nước bằng cách trộn lẫn
với dung môi nào đó, trong đó, chất hữu cơ hòa tan vào dung môi tốt hơn vào nước.
1.3.4. Trao đổi ion
Các chất cấu thành pha rắn, mà trên đó xảy ra sự trao đổi ion, gọi là ionit. Các
ionit có thể có nguồn gốc nhân tạo hay tự nhiên, là hữu cơ hay vô cơ và có thể được
tái sinh để sử dụng liên tục. Được sử dụng để loại các ion kim loại trong nước thải.




Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

12

1.4. Phương pháp xử lý sinh học
Thực chất của phương pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng
sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải.
Chúng chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan và những chất dễ phân hủy sinh học
thành những sản phẩm cuối cùng như : CO
2
, H
2
O,NH
4,
Chúng sử dụng một số
hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng
nhằm duy trì quá trình, đồng thời xây dựng tế bào mới.
Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ
bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý.

1.4.1. Công trình xử lý sinh học hiếu khí.
Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí có thể kể đến hai quá trình cơ bản :
- Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lửng.
- Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính.
Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu như: bể Aerotank
bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính
bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay…
1.4.1.1. Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank
Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi
sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân
đế cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn
hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp
thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống
khác. Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có 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 phóng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh.
Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hoá thành các chất vô cơ
như H
2
O, CO
2
không độc hại cho môi trường.

Tính tốn thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Cơng ty YYK Việt Nam

13

Q trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau :
Chất hữu cơ + vi sinh vật + ơxy ⇒ NH
3

+ H
2
O + năng lượng + tế bào mới
hay có thể viết :
Chất thải + bùn hoạt tính + khơng khí ⇒ Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính
dư
Một số loại bể aerotank thường dùng trong xử lý nước thải:
 Bể Aerotank truyền thống :
Xả bùn tươi
Nước thải
Tuần hoàn bùn hoạt tính
Bể
lắng
đợt 2
Bể Aerotank
nguồn tiếp nhận
Xả ra
Xả bùn hoạt
tính thừa
Bể
lắng
đợt 1

Hình 1.7. Sơ đồ cơng nghệ đối với bể Aerotank truyền thống
 Bể Aerotank tải trọng cao:
Hoạt động của bể aerotank tải trọng cao tương tự như bể có dòng chảy nút,
chịu được tải trọng chất bẩn cao và cho hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít
năng lượng, lượng bùn sinh ra thấp.
Nước thải đi vào có độ nhiễm bẩn cao, thường là BOD>500mg/l. tải trọng bùn
hoạt tính là 400 – 1000mg BOD/g bùn (khơng tro) trong một ngày đêm.

 Bể Aerotank có hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dòng chảy (bể có
dòng chảy nút )
Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảm dần từ đầu đến cuối bể do đó
nhu cầu cung cấp ơxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ. Ưu điểm :
- Giảm được lượng khơng khí cấp vào tức giảm cơng suất của máy thổi khí.

Tính tốn thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Cơng ty YYK Việt Nam

14

- Khơng có hiện tượng làm thống q mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của
vi khuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ.
- Có thể áp dụng ở tải trọng cao (F/M cao), chất lượng nước ra tốt hơn.
 Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact
Stabilitation)
Bể có 2 ngăn : ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh

Tuần hoàn bùn
Bể Aerotank
Ngăn tái sinh
bùn hoạt tính
Ngăn tiếp xúc
Bể
lắng
đợt 1
Nước thải
Xả bùn tươi
nguồn tiếp nhận
Bể
lắng

đợt 2
Xả bùn hoạt tính thừa
Xả ra

Hình 1.8 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc.
Ưu điểm của dạng bể này là bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu được sự dao
động của lưu lượng và chất lượng nước thải, có thể ứng dụng cho nước thải có hàm
lượng keo cao.
 Bể thơng khí kéo dài
Khi nước thải có tỉ số F/M ( tỉ lệ giữa BOD
5
và bùn hoạt tính-mgBOD
5
/mg
bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thơng khí thường là 20-30h

Tính tốn thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Cơng ty YYK Việt Nam

15

Tuần hoàn bùn hoạt tính
Bể Aerotank làm
thoáng kéo dài
20 -30 giờ lưu
nươc trong bể
Nước thải
Lưới chắn rác
Bể
lắng
đợt 2

Xả ra
nguồn tiếp nhận
Đònh kỳ xả bùn hoạt
tính thừa
Hình 1.9. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thống kéo dài.
 Bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh :
Xả bùn tươi
Bể
lắng
đợt 1
Nước thải
Xả bùn hoạt tính thừa
Tuần hoàn bùn
Bể
lắng
đợt 2
nguồn tiếp nhận
Xả ra
Máy khuấy bề mặt

Hình 1.10. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh.
Ưu điểm: pha lỗng ngay tức khắc nồng độ của các chất ơ nhiễm trong tồn
thể tích bể, khơng xảy ra hiện tượng q tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp
dụng thích hợp cho loại nước thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng.
 Oxytank
Dựa trên ngun lý làm việc của aerotank khuấy đảo hồn chỉnh người ta thay
khơng khí nén bằng cách sục khí oxy tinh khiết

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

16


Hình 1.11. Oxytank
Ưu điểm:
- Hiệu suất cao nên tăng được tải trọng BOD
- Giảm thời gian sục khí
- Lắng bùn dễ dàng
- Giảm bùn đáng kể trong quátrình xử lý
1.4.1.2. Mương oxy hóa
Mương ôxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh có
dạng vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn
hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương.
1.4.1.3. Lọc sinh học – Biofilter
Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có
trong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa 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. Có 2 dạng:
- Bể lọc sinh học nhỏ giọt: là bể lọc sinh học có vật liệu lọc không ngập trong
nước. Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với
lưu lượng nước thải không quá 1000 m
3
/ngđ.
- Bể lọc sinh học cao tải: lớp vật liệu lọc được đặt ngập trong nước. Tải trọng
nước tới10 ÷ 30m
3
/m
2
ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt.

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

17

Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một bể lọc sinh học nhưng có
chiều cao khá lớn.

Hình 1.12. Bể lọc sinh học nhỏ giọt
1.4.1.4. Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors)
RBC gồm một loại đĩa tròn 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 dính bám vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên
toàn bộ bề mặt ướt của đĩa.
Đĩa quay làm cho sinh khối luôn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và
với không khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối
trong điều kiện hiếu khí.
1.4.1.5. Bể sinh học theo mẻ SBR ( Sequence Batch Reactor)
SBR là một dạng của bể Aerotank. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi
qua song chắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Ưu điểm
là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy trình hiếu
khí, thiếu khí và yếm khí.
Bể SBR hoạt động theo 5 pha:

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt Công ty YYK Việt Nam

18

 Pha làm đầy ( fill ): thời gian bơm nước vào kéo dài từ 1-3 giờ.
Dòng 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, tuỳ theo mục tiêu xử lý, hàm
lượng BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: làm đầy – tĩnh,

làm đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí.
 Pha phản ứng, thổi khí ( React ): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải
và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp ôxy vào nước và khuấy
trộn đều hỗn hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, thường
khoảng 2 giờ. Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hóa có thể thực hiện, chuyển
Nitơ từ dạng N-NH
3
sang N-NO
2
2-
và nhanh chóng chuyển sang dạng N-NO
3
-

 Pha lắng (settle): Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường
tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô 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 đợi phụ thuộc vào thời
gian vận hành 4 quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể.
Xả bùn dư là một giai đoạn quan trọng không thuộc 5 giai đoạn cơ bản trên,
nhưng nó cũng ảnh hưởng lớn đến năng suất của hệ. Lượng và tần suất xả bùn được
xác định bởi năng sất yêu cầu, cũng giống như hệ hoạt động liên tục thông 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 không cần tuần
hoàn bùn hoạt hoá. Hai quá trình làm thoáng và lắng đều diễn ra ở ngay trong một
bể, cho nên không có sự mất mát bùn hoạt tính ở giai đoạn phản ứng và không phải
tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng để giữ nồng độ

Hình 1.13. Quá trình vận hành của bể SBR