Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa ở Trung tâm du lịch suối khoáng nóng Tháp Bà Nha Trang công suất 600m3 ngày.đêm

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải bùn Spa – Công suất 600m
3
/ngàyđêm


MỤC LỤC

Trang

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM DU LỊCH SUỐI KHOÁNG
NÓNG THÁP BÀ NHA TRANG – CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƢỚC THẢI

1.1 Tổng quan về Trung Tâm Du Lịch Suối Khoáng Nóng Tháp Bà – Nha Trang
1.1.1 Vị trí địa lý 4
1.1.2 Lĩnh vực hoạt động 4
1.1.3 Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng cơ sở 4
1.1.3.1 Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng không khí 5
1.1.3.2 Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc 5

CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý nƣớc thải: 8
2.1.1 Phƣơng pháp xử lý cơ học 8
2.1.1.1 Song chắn rác 8
2.1.1.2 Lƣới lọc 8
2.1.1.3 Bể lắng cát 9
2.1.1.4 Bể tách dầu mỡ 9
2.1.1.5 Bể điều hoà 9
2.1.1.6 Bể lắng 10
2.1.1.7 Bể lọc 10
2.1.2 Phƣơng pháp xử lý hoá học 11

2.1.2.1 Đông tụ và keo tụ 11
2.1.2.2 Trung hoà 12
2.1.2.3 Oxy hoá khử 13
2.1.2.4 Điện hoá 13
2.1.3 Phƣơng pháp xử lý hoá lý 13
2.1.3.1 Tuyển nổi 14
2.1.3.2 Hấp phụ 14
2.1.3.3 Trích ly 15
2.1.3.4 Trao đổi ion 15
2.1.4 Phƣơng pháp xử lý sinh học 15
2.1.4.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên 15
Ao sinh học 15
2.1.4.2 Phƣơng pháp xử lý qua đất 16
2.1.4.3 Công trình xử lý sinh học hiếu khí 17
Bể AEROTANK 17
Mƣơng oxy hoá 20
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải bùn Spa – Công suất 600m
3
/ngàyđêm


Lọc sinh học 20
Đĩa quay sinh học 21
2.1.4.4 Công trình xử lý sinh học kỵ khí 22
Phƣơng pháp kỵ khí sinh trƣởng lơ lửng 22
Phƣơng pháp kỵ khí sinh trƣởng bám dính 23
2.2 Thành phần và tính chất nƣớc thải 24
2.2.1.1 Nguồn thải 24
2.2.1.2 Đặc trƣng nƣớc thải 24
2.2.1.3 Lƣu lƣợng 24

2.2.1.4 Mức độ cần đạt sau xử lý 24
2.2.2 Sơ đồ khối công nghệ đề xuất 25
2.3 Công nghệ xử lý 26
2.4 Thuyết minh nguyên lý hoạt động 26

CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ

3.1 Các thông số thiết kế 27
3.2 Tính toán các công trình đơn vị 27
3.2.1 Song chán rác 27
3.2.1.1 Nhiệm vụ 27
3.2.1.2 Tính toán 27
3.2.2 Bể gom 31
3.2.2.1 Nhiệm vụ 31
3.2.2.2 Tính toán 31
3.2.3 Bể điều hoà 34
3.2.3.1 Nhiệm vụ 34
3.2.3.2 Tính toán 35
3.2.4 Bể trộn nhanh 39
3.2.5 Bể khuấy chậm 43
3.2.6 Bể lắng đứng 44
3.2.6.1 Nhiệm vụ 44
3.2.6.2 Tính toán 44
3.2.7 Bể lọc 48
3.2.8 Bể khử trùng 50
3.2.9 Bể chứa bùn 51
3.2.9.1 Nhiệm vụ 51
3.2.9.2 Tính toán 51
3.2.10 Sân phơi bùn 52
3.2.10.1 Nhiệm vụ 52

3.2.10.2 Tính toán 52



Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải bùn Spa – Công suất 600m
3
/ngàyđêm


CHƢƠNG 4: DỰ TOÁN KINH PHÍ XÂY DỰNG VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ

4.1 Lƣu lƣợng nƣớc thải 55
4.2 Các thông số thiết kế 55
4.2.1 Bể gom 55
4.2.2 Bể điều hoà 55
4.2.3 Cụm bể keo tụ - tạo bông 56
4.2.4 Bể lắng 56
4.2.5 Bể lọc 57
4.2.6 Bể tiếp xúc khử trùng 57
4.2.7 Bể chứa bùn 57
4.2.8 Hệ van và đƣờng ống 57
4.2.9 Hệ điện điều khiển 58
4.2.10 Hoá chất 58
4.3 Khái toán kinh phí 59
4.3.1 Phần xây dựng 59
4.3.2 Phần thiết bị - công nghệ 60
4.4 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 62
4.5 Tiến độ thực hiện 63
4.6 Biện pháp thi công 63

KẾT LUẬN 70




















Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải bùn Spa – Công suất 600m
3
/ngàyđêm


PHỤ LỤC HÌNH


Trang

Hình 1.1 : Song chắn rác 8
Hình 1.2 : Bể lắng cát ngang 9
Hình 1.3 : Bể lắng ngang 10
Hình 1.4 : Bể lọc 11
Hình 1.5 : Quá trình tạo bông cặn của hạt keo 12
Hình 1.6 : Bể tuyển nổi kết hợp cô đặc bùn 14
Hình 1.7 : Hồ tuỳ nghi 16
Hình 1.8 : Xử lý nƣớc thải bằng đất 17
Hình 1.9 : Sơ đồ công nghệ đối với bể AEROTANK truyền thống 18
Hình 1.10: Sơ đồ làm việc đối với bể AEROTANK có ngăn tiếp xúc 19
Hình 1.11: Sơ đồ làm việc đối với bể AEROTANK làm thoáng kéo dài 19
Hình 2.12: Sơ đồ làm việc đối với bể AEROTANK khuấy trộn hoàn toàn 20
Hình 2.13 : Oxytank 20
Hình 2.14 : Bể lọc sinh học nhỏ giọt 21
Hình 2.15 : Bể UASB 23
Hình 3.1 : Sơ đồ lắp đặt song chắn rác 30

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải bùn Spa – Công suất 600m
3
/ngàyđêm



DANG MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 1.1 : Kết quả khảo sát về điều kiện vi khí hậu 5
Bảng 1.2 : Chất lƣợng nƣớc sinh hoạt 5
Bảng 1.3 : Chất lƣợng nƣớc ngầm 6
Bảng 1.4 : Chất lƣợng nƣớc thải 7
Bảng 3.1 : Kết quả tính toán song chắn rác 31
Bảng 3.2 : Các thông số thiết kế bể gom 34
Bảng 3.3 : Các thông số thiết kế bể điều hoà 39
Bảng 3.4 : Giá trị G trộn nhanh 40
Bảng 3.5 : Các loại cánh khuấy 40
Bảng 3.6 : Lƣợng phèn xử lý 41
Bảng 3.7 : Các thông số thiết kế bể khuấy trộn 42

Bảng 3.8 : Các thông số thiết kế bể tạo bông 44
Bảng 3.9 : Toán tắt giá trị tính toán bể lắng 2 49
Bảng 3.10 : Liều lƣợng Chlorine cho khử trùng 51
Bảng 3.11 : Các thông số thiết kế bể tiếp xúc Chlorine 52
Bảng 3.12 : Tóm tắc giá trị thiết kế bể chứa bùn 53
Bảng 3.13 : Tải trọng cặn trên 1m
3
sân phơi bùn 54
Bảng 3.14 : Tóm tắc giá trị tính toán sân phơi bùn 55


Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm
1
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU CHUNG
Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong cuộc sống của
con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường
nước đóng vai trò rất quan trọng.
Nước tham gia vào quá trình tái sinh thế giới hữu cơ. Nguồn gốc của sự hình
thành và tích luỹ chất hữu cơ, sơ sinh là hiện tượng quang hợp được thực hiện dưới tác
dụng của năng lượng mặt trời với sự góp phần của nước và không khí. Trong quá trình
trao đổi chất, nước đóng vai trò trung tâm. Những phản ứng lý học, hoá học diễn ra với
sự tham gia bắt buộc của nước. Nước là dung môi của rất nhiều chất và đóng vai trò
dẫn đường cho các muối đi vào cơ thể.
Trong các khu dân cư, nước phục vụ cho các mục đích sinh hoạt cho người dân.
Một ngôi nhà hiện đại, quy mô lớn nhưng không có nước khác nào cơ thể không có
máu. Nước còn đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất, phục vụ cho hàng loạt
ngành công nghiệp khác nhau.

Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu đồng thời còn có vai trò điều tiết các
chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất, đó là
những nhân tố quan trọng cho sự phát triển của thực vật.
SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nước là nhu cầu thiết yếu không thể thiếu cho mọi sinh vật. Không có nước, cuộc
sống trên trái đất không thể tồn tại được.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế ngày càng cao thì nhu cầu của
con người cũng không ngừng tăng lên. Không chỉ được ăn ngon mặt đẹp mà nhu cầu
về vui chơi giải trí cũng đòi hỏi đáng kể.
Dịch vụ tắm bùn tại Trung Tâm du lịch Suối Khoáng Nóng Thác Bà- Nha Trang
cũng ra đời từ đó. Tuy nhiên vấn đề đáng quan tâm là việc hàng trăm kg bùn thải được
thải ra hằng ngày sẽ đi đâu. Nó có được xử lý trước khi xả thải ra môi trường hay
không? Nếu không xử lý mà thải bỏ trực tiếp ra môi trường thì nó sẽ làm ảnh hưởng
nghiêm trọng đến môi trường.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm
2
Vì vậy vấn đề hiện nay cần giải quyết là phải xây dựng một hệ thống xử lý bùn
thải tại đây để xử lý bùn thải trước khi đổ nó vào môi trường, để giảm nguy cơ gây ô
nhiễm môi trường.
Luận văn tốt nghiệp của em dựa trên những yêu cầu thực tế đã và đang đặt ra tại
đây.
MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
 Lựa chọn dây chuyền xử lý tối ưu nhất với giá thành xây dựng thích hợp với
thời giá hiện tại để xử lý bùn thải với lưu lượng 600 m
3
/ngày đêm phục vụ khu du lịch
Suối Khoáng Nóng Thác Bà-Nha Trang. Yêu cầu nước đầu ra đạt QCVN 24-2009,
nguồn thải loại B trước khi thải ra nguồn tiếp nhận là sông cái.

 Tính toán các hạng mục công trình và giá thành hệ thống. Từ đó, đưa ra chi phí
xử lý một m
3
nước cấp dựa trên những kiến thức đã học nhưng phù hợp với thực tế,
mang tính khả thi cao, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
 Rút ra những kết luận và định hướng để giải quyết những vấn đề thực tế sau
này.
NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
 Dựa vào tính chất nguồn nước thải, với các thông số đầu vào sau đó đề xuất,
đánh giá và đưa ra phương án xử lý tối ưu nhất.
- Tính toán kỹ thuật chi tiết cho từng công trình đơn vị.
 Tính toán các thiết bị phụ trợ và lượng hóa chất sử dụng.
 Tính toán giá thành toàn bộ hệ thống, bao gồm chi phí thiết bị, chi phí vận
hành, chi phí hóa chất,
 Các kết luận và kiến nghị.
 Phụ lục các bảng tiêu chuẩn nước thải và một số thiết bị dùng trong xử lý nước
thải.
CÁC TRỞ NGẠI
Quá trình thực đồ án tốt nghiệp gặp một số trở ngại sau:
 Thời gian thực hiện đồ án ngắn nên không tham khảo được nhiều các công trình
thực tế, không khảo sát được hết nguồn nước ngầm tại địa bàn thực hiện đồ án.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm
3
 Không có đủ điều kiện chạy mô hình thử nghiệm đối với dây chuyền công nghệ
đưa ra.
 Kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế đã làm ảnh hưởng nhiều
đến việc thực hiện đồ án này.

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm


4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM DU LỊCH SUỐI KHOÁNG
NÓNG THÁP BÀ - CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƢỚC THẢI.
1.1 Tổng quan về Trung Tâm Du Lịch Suối Khoáng Nóng Tháp Bà – Nha Trang:
1.1.1 Vị trí địa lý
TRUNG TÂM DU LỊCH SUỐI KHOÁNG NÓNG THÁP BÀ
● Địa chỉ : Tổ 15 Ngọc Sơn-Ngọc Hiệp- Nha Trang-Khánh Hòa.
Các vị trí tiếp giáp với cơ sở:
+ Phía Tây giáp với phường Vạn Thạnh.
+ Phía Đông giáp với biển Đông.
+ Phía Bắc giáp phường Vạn Thắng.
+ Phía Nam giáp sông cái.

● Tổng diện tích mặt bằng : 30.000 m
2
.
● Số nhân viên lao động làm việc thường xuyên tại đây là 70 người,
Khu du lịch đang sử dụng nước cấp từ thành phố, và nguồn nước khai thác ngầm dưới
lòng đất .
TRUNG TÂM DU LỊCH SUỐI KHOÁNG NÓNG THÁP BÀ cách Tp Nha
Trang 4 km về hướng bắc, và nằm ngay sau lưng tháp bà Ponagar.
1.1.2 Lĩnh vực hoạt động:
Lĩnh vực kinh doanh hoạt động chủ yếu ở đây là loại hình kinh doanh dịch vụ
nghỉ dưỡng, nghỉ mát, du lịch và làm đẹp.
Với các dịch vụ như:
● Hồ bơi – Thác nước khoáng ấm:
+ Dành cho người lớn : Diện tích : 315 m
2
, sâu : 1.65 m.
+ Dành cho trẻ em: Diện tích : 115 m
2
, sâu: 0.8 m.
● Ngâm nước khoáng nóng.
● Tắm bùn.
1.1.3 HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG CỦA CƠ SỞ
Để đánh giá sự ảnh hưởng từ các hoạt động sản xuất của cơ sở tới chất lượng môi
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm


5
trường, Trung tâm đã tổ chức thu mẫu, phân tích chất lượng không khí và nước tại

Khu Du Lịch.
1.1.3.1. Hiện trạng môi trƣờng không khí
Bảng 1.1. Kết quả khảo sát về điều kiện vi khí hậu tại khu du lịch Thác Bà
Vị trí lấy
mẫu
Nhiệt độ
(
o
C)
Độ ẩm
(%)
Độ ồn
(dBA)
K1
34,6
68
20
K2
33,2
65
27
K3
33,9
63
29.5
K4
33,8
64
24

Nguồn : Trung tâm sinh thái môi trường và tài nguyên-Ceer, 5/2010.

Chú thích :
- K1: khu vực tắm bùn
- K2: cổng vào.
- K3: khu xử lý nước thải
- K4: khu vực hồ bơi
Chú thích: QCVN 05 – 2009 : Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không
khí xung quanh.
Nhận xét:
Hàm lượng các chất ô nhiễm không khí đều đạt tiêu chuẩn chất lượng không khí
xung quanh và tiêu chuẩn chất lượng không khí khu vực sản xuất hiện trạng chất
lượng nước. Qua kết quả phân tích trên cho thấy mức độ ồn đạt tiêu chuẩn để xây
dựng khu du lịch.

1.1.3.2. Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc
a. Chất lƣợng nƣớc mặt :
Bảng 1.2. Chất lượng nước mặt
STT
Thông số
Đơn vị
Hàm lƣợng
QCVN 08 –
2008, cột B
1
pH
-

6.8
5,5 - 9
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm


6
2
Độ cứng
mg CaCO
3
/l
2,0
-
3
NO
3
-

mg/l
1,03
10
4
Fe tổng
mg/l
0,01

1,5
Nguồn : Trung tâm sinh thái môi trường và tài nguyên-Ceer, 5/2010.

Chú thích:
- Vị trí lấy mẫu : Đầu ra tại sông cái.
- QCVN 08 – 2008 : Qui Chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước
mặt.
b. Nƣớc ngầm :
Bảng1.3 Chất lượng nước ngầm
STT
Thông số
Đơn vị
Vị trí
QCVN 09 -
2008
G1
G2
1
pH
-
4,37
4,48
5,5 - 8,5
2
Độ cứng
mg CaCO
3
/l
60,0
60,0
500
3
NO

3
-

mg/l
1,03
0,16
15
4
Fe tổng
mg/l
0,01
0,16
5
5
Na
+
mg/l
2,5
2,5
-
6
Cl
-
mg/l
350
355
250
7
Si
mg/l

1,0
1,1
-
Nguồn : Trung tâm sinh thái môi trường và tài nguyên-Ceer, 5/2010.
Chú thích:
- G1: mẫu được lấy tại khu vực hồ bơi.
- G2: mẫu được lấy tại khu vực ngâm nước nóng.
- QCVN 09 – 2008 : Qui Chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước
ngầm.
Nhận xét:
Các chỉ tiêu cơ bản điều đạt gới hạn cho phép nên có thể sử dụng nước ngầm cho
mục đích tắm, sinh họat…



Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm


7
c. Nƣớc thải
Bảng 1.4 Chất lượng nước thải tại khu du lịch Thác Bà
Nguồn : Trung tâm sinh thái môi trường và tài nguyên-Ceer, 5/2010.
Nhận xét:
Qua kết quả phân tích ta thấy các chỉ tiêu trên đều chưa đạt yêu cầu, nên
cần phải xử lý trước khi thải vào nguồn tiếp nhận ( Sông Cái ) để không làm ảnh
hưởng đến môi trường.
● Chất lƣợng môi trƣờng nói chung :
- Diện tích vành đai cây xanh của khu du lịch đạt đến hơn 60% mức độ che

phủ, không khí ở đây rất thoáng mát và dễ chịu.
- Do lưu lượng khách tham quan du lịch nhiều nên đi đôi với việc tăng lượng
khách là số lượng rác thải cũng là rất lớn. Tuy nhiên xung quanh các khu vực được bố
trí nhiều thùng đựng rác , và số lượng công nhân vệ sinh cũng thường xuyên thu gom
và quét dọn nên lượng rác rơi vãi gây ô nhiễm môi trường là rất thấp.
- Nước thải thải ra từ các khu vực được thu gom về hệ thống xử lý.









Chỉ tiêu

Đơn vị

Hàm lƣợng
QCVN 24-2009,
Nguồn thải loại B
Nhiệt độ
pH
Cặn lơ lửng SS
BOD
5
COD

0

C

mg/l
mg/l
mg/l

45
5.4
1870
92
145
40
5,5 – 9
100
50
100
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

8
CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƢỚC THẢI - LỰA CHỌN CÔNG
NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI
2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý nƣớc thải :
2.1.1 Phƣơng 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:

2.1.1.1 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.
2.1.1.2 Lƣới lọc
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

9
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.
2.1.1.3 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
2.1.1.4 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.
2.1.1.5 Bể điều hòa
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

10
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.
2.1.1.6 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:
● 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.
2.1.1.7 Bể lọc
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

11
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.

Hình 1.4 : Bể lọc
2.1.2 Phƣơng pháp xử lý hoá học
2.1.2.1 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 hạt 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.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

12
● Phèn sắt FeSO
4
.7H
2
O.Độ hòa tan của phèn sắt trong nước ở 20
0
C là 265 g/l.
Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9.
● Các muối FeCl
3
.6H
2
O, Fe
2
(SO
4

)
3
.9H
2
O, MgCl
2
.6H
2
O, MgSO
4
.7H
2
O, …
● Vôi.
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
2.1.2.2 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 trung 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 hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

13
● 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.
2.1.2.3 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 nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và được loại
ra khỏi nước thải.
2.1.2.4 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:
● Tốn kém năng lượng.
● Phải tẩy sạch bề mặt điện cực khỏi các tạp chất.
2.1.3 Phƣơng 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 lý được
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

14

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.
2.1.3.1 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,…

Hình 1.6: Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn
2.1.3.2 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
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

15
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.
2.1.3.3 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.
2.1.3.4 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.
2.1.4 Phƣơng 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.
2.1.4.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên
Ao hồ sinh học ( ao hồ ổn định nƣớc thải)
Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa. Phương
pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chí phí hoạt động rẻ tiền,
quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.Quy trình được tóm tắt như sau:

Nước thải loại bỏ rác, cát sỏi,  Các ao hồ ổn định Nước đã xử lý
● Hồ hiếu khí
Ao nông 0,3-0,5m có quá trình oxi hoá các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi
sinh vật. Gồm 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

16
● Hồ kị khí
Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị
khí hoạt động sống không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất
như nitrat, sulfat để oxi hoá các chất hữu cơ, các loại rượu và khí CH
4
, H
2
S,CO
2
,…
và nước. Chiều sâu hồ khá lơn khoảng 2-6m.
● Hồ tùy nghi
Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hoà
tan có đều ở trong nước và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH
4
) cặn lắng ở vùng đáy.
Ao hồ tùy nghi được chia làm 3 vùng: lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là
vùng kị khí tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí.
Chiều sâu hồ khoảng 1-1,5m

Hình 1.7: Hồ tùy nghi

● Hồ ổn định bậc III
Nước thải sau khi xử lý cơ bản ( bậc II) chưa đạt tiêu chuẩn là nước sạch để xả
vào nguồn thì có thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các công trình xử lý
bậc III là ao hồ ồn định sinh học kết hợp với thả bèo nuôi cá.
2.1.4.2 Phƣơng 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 rất nhiều vi
sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan
trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ sử dụng ôxy của không khí qua các khe đất và
chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng.
 Cánh đồng tưới
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

17
 Cánh đồng lọc

Hình 1.8 : Xử lý nƣớc thải bằng đất
2.1.4.3 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…
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.
Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau :
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Cơng xuất 600m
3
/ngày đêm

18
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 thƣờng dùng trong xử lý nƣớc 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 1.9: 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.
- 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
Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Cơng xuất 600m

3
/ngày đêm

19

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 1.10 : 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
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 1.11: 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 1.12 : Sơ đồ làm việc Bể Aerotank khuấy trộn hồn tồn
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải bùn Spa – Công xuất 600m
3
/ngày đêm

20
Ưu điểm: pha loãng ngay tức khắc nồng độ của các chất ô nhiễm trong toàn thể
tích bể, không xảy ra hiện tượng quá 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 nguyên lý làm việc của aerotank khuấy đảo hoàn chỉnh người ta thay
không khí nén bằng cách sục khí oxy tinh khiết

Hình 1.13: 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 quá trình xử lý
Mƣơng 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.
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: