Quy trình xử lý nước thải cho một hệ thống xử lý thông thường

QUY TRÌNH X LÝ N C TH I CHO M T H TH NG X LÝ THÔNG TH NGỬ ƯỚ Ả Ộ Ệ Ố Ử ƯỜ

Công đo n 1. X LÝ S C Pạ Ử Ơ Ấ
1.1 Song ch n rác Song ch n rác dùng đ gi l i các t p ch t thô nh gi y, rác, túi nilon, vắ ắ ể ữ ạ ạ ấ ư ấ ỏ
cây và các t p ch t l n có trong n c th i nh m đ m b o cho máy b m, các công trình và thi tạ ấ ớ ướ ả ằ ả ả ơ ế
b x lý n c th i sinh ho t ho t đ ng n đ nh. Song ch n rác th công th ng gây ra hi nị ử ướ ả ạ ạ ộ ổ ị ắ ủ ườ ệ
t ng t c do l ng rác th i quá nhi u n u không th ng xuyên l y rác. Đ kh c ph c hi nượ ắ ượ ả ề ế ườ ấ ể ắ ụ ệ
t ng này chúng tôi s d ng h th ng tr c v t ho c máy nghi n rác. Trong tr ng h p n cượ ử ụ ệ ố ụ ớ ặ ề ườ ợ ướ
th i công nhi p, đ kh c ph c hi n t ng , t c, sau song ch n rác chúng tôi s d ng thêm rả ệ ể ắ ụ ệ ượ ứ ắ ắ ử ụ ổ
l c rác làm b ng l i l c inox m n c t 5 ÷ 1mm v i ti t di n l n, c u t o nh nh ng t mọ ằ ướ ọ ị ỡ ừ ớ ế ệ ớ ấ ạ ư ữ ấ
ch n nghiêng, k t h p v i ho t đ ng c a máy rung. ắ ế ợ ớ ạ ộ ủ
1.2. B l ng cát ể ắ
B l ng cát dùng đ lo i nh ng h t c n l n vô c ch a trong n c th i mà ch y u là cát.ể ắ ể ạ ữ ạ ắ ớ ơ ứ ướ ả ủ ế
Trên tr m x lý n u đ cát l ng l i trong các b l ng s gây khó khăn trong công tác l y c n.ạ ử ế ể ắ ạ ể ắ ẽ ấ ặ
Trong c n có cát có th làm cho các ng d n bùn không ho t đ ng đ c, máy b m chóngặ ể ố ẫ ạ ộ ượ ơ
h ng. Đ i v i b metan và b l ng 2 v thì cát là ch t th a. Do đó vi c xây d ng b l ng cátỏ ố ớ ể ể ắ ỏ ấ ừ ệ ự ể ắ
trên tr m x lý khi l u l ng n c th i l n h n 100m3/ngày là c n thi t. D i tác đ ng c aạ ử ư ượ ướ ả ớ ơ ầ ế ướ ộ ủ
l c tr ng tr ng, các ph n t r n có t tr ng l n h n t tr ng c a n c s l ng xu ng đáyự ọ ườ ầ ử ắ ỉ ọ ớ ơ ỉ ọ ủ ướ ẽ ắ ố
trong quá trình n c th i chuy n đ ng qua b l ng cát. B l ng cát s đ c tính toán v i t cướ ả ể ộ ể ắ ể ắ ẽ ượ ớ ố
đ dòng ch y đ l n (0.3m/s) đ các ph n t h u c nh không l ng đ c và đ nhộ ả ủ ớ ể ầ ử ữ ơ ỏ ắ ượ ủ ỏ
(0.15m/s) đ cát và các t p ch t vô c gi l i đ c trong b . Các h t cát đ c gi l i có để ạ ấ ơ ữ ạ ượ ể ạ ượ ữ ạ ộ
l n thu l c 18-24 mm/s (đ ng kính h t 0.2 – 0.25mm). ớ ỷ ự ườ ạ
1.3. Tuy n n i Iể ổ
Trong x lý n c th i tuy n n i th ng đ c s d ng đ kh các ch t l l ng và nén bùnử ướ ả ể ổ ườ ượ ử ụ ể ử ấ ơ ử
c n. u đi m c a ph ng pháp này so v i ph ng pháp l ng là có th kh đ c hoàn toàn cácặ Ư ể ủ ươ ớ ươ ắ ể ử ượ
h t nh nh , l ng ch m trong 1 th i gian ng n. Quá trình tuy n n i n c th i đ c th c hi nạ ỏ ẹ ắ ậ ờ ắ ể ổ ướ ả ượ ự ệ
b ng cách s c khí vào n c th i, khí chúng tôi s d ng là ozone. Các b t khí đó dính k t v iằ ụ ướ ả ử ụ ọ ế ớ
các h t và khi l c n i c a t p h p các bóng khí và h t đ l n s cùng nhau n i lên m t n c,ạ ự ổ ủ ậ ợ ạ ủ ớ ẽ ổ ặ ướ
sau đó t p h p l i thành l p b t ch a hàm l ng cao c a các t p ch t. Khi các h t đã n i lênậ ợ ạ ớ ọ ứ ượ ủ ạ ấ ạ ổ
b m t, chúng có th đ c thu gom b ng b ph n v t b t Quá trình này đ c th c hi n tề ặ ể ượ ằ ộ ậ ớ ọ ượ ự ệ ự
đ ng b ng máy tuy n n i - tách ch t b n Skimmer – HD (Công ngh Hoa Kỳ). ộ ằ ể ổ ấ ẩ ệ

1.4. B l ng Iể ắ
L ng là 1 ph ng pháp đ n gi n nh t đ tách các ch t b n không hoà tan ra kh i n c th i.ắ ươ ơ ả ấ ể ấ ẩ ỏ ướ ả
M i h t r n không hoà tan trong n c th i khi l ng s ch u tác đ ng c a hai tr ng l c: tr ngỗ ạ ắ ướ ả ắ ẽ ị ộ ủ ọ ự ọ
l c b n thân và l c c n xu t hi n khi h t r n chuy n đ ng d i tác đ ng c a tr ng l c. M iự ả ự ả ấ ệ ạ ắ ể ộ ướ ộ ủ ọ ự ỗ
t ng quan gi a hai l c đó quy t đ nh t c đ l ng c a h t r n. Kho ng 20% ch t b n khôngươ ữ ự ế ị ố ộ ắ ủ ạ ắ ả ấ ẩ
hoà tan trong n c th i, trong đó kho ng 20% là cát, x đ c gi b l ng cát. L ng ch tướ ả ả ỉ ượ ữ ở ể ắ ượ ấ
b n không hoà tan còn l i ch y u là ch t h u c s đ c g l i trong b l ng I. Các ch tẩ ạ ủ ế ấ ữ ơ ẽ ượ ữ ạ ể ắ ấ
b n h u c không hoà tan hình thành trong quá trình x lý sinh h c (bùn th c p) s l ng t iẩ ữ ơ ử ọ ứ ấ ẽ ắ ạ
b l ng II. ể ắ

Công đo n 2. X LÝ PHÂN H Y SINH H C TRONG ĐI U KI N K KHÍạ Ử Ủ Ọ Ề Ệ Ỵ
Trong đi u ki n không có ôxy, các ch t h u c có th b phân hu nh vi sinh v t và s n ph mề ệ ấ ữ ơ ể ị ỷ ờ ậ ả ẩ
cu i cùng c a quá trình này là các ch t khí nh mêtan (CH¬4) và cácbonic (CO2) đ c t oố ủ ấ ư ượ ạ
thành. Quá trình chuy n hoá ch t h u c nh vi sinh k khí ch y u đ c di n ra theo nguyênể ấ ữ ơ ờ ỵ ủ ế ượ ễ
lý lên men qua các b c sau:ướ
- Vi sinh v t phân hu các ch t h u c ph c t p và lipit thành các ch t h u c đ n gi n cóậ ỷ ấ ữ ơ ứ ạ ấ ữ ơ ơ ả
tr ng l ng riêng nhọ ượ ẹ
- Vi khu n t o men axit, bi n đ i các ch t h u c đ n gi n thành axit h u c .ẩ ạ ế ổ ấ ữ ơ ơ ả ữ ơ
- Vi khu n t o men metan chuy n hoá hydro và các axit đ c t o thành gian đo n tr cẩ ạ ể ượ ạ ở ạ ướ
thành khí metan và cacbonic
D a trên nguyên t c đó chúng tôi thi t k b phân hu k khí bao g m các b bê tông c t thépự ắ ế ế ể ỷ ị ồ ể ố
có n p b t kín đ l u n c th i trong kho ng 12 đ n 20h tuỳ thu c vào l u l ng, hàm l ngắ ị ể ư ướ ả ả ế ộ ư ượ ượ
các ch t b n trong n c th i. Đ nâng cao hi u su t x lý chúng tôi b trí dày đ c các v t li uấ ẩ ướ ả ể ệ ấ ử ố ặ ậ ệ
đ m sinh h c làm giá th , đ ng th i ch y khu y đ o khí mê tan s c xu ng d i b . Kh iệ ọ ể ồ ờ ạ ấ ả ụ ố ướ ể ở
đ ng b phân hu k khí b ng chính ngu n vi khu n k khí có s n trong n c th i. u đi mộ ể ỷ ị ằ ồ ẩ ỵ ẵ ướ ả Ư ể
c a ph ng pháp là ti t ki m năng l ng, nhân công và x lý tri t đ . Hi u su t x lý: CODủ ươ ế ệ ượ ử ệ ể ệ ấ ử
gi m 60-65%. ả

Công đo n 3. X LÝ PHÂN H Y B NG OZONEạ Ử Ủ Ằ
Hi n nay, đ x lý n c th i ng i ta th ng áp d ng nhóm các ph ng pháp sau m t cáchệ ể ử ướ ả ườ ườ ụ ươ ộ

đ c l p ho c k t h p:ộ ậ ặ ế ợ
Ph ng pháp c h c : L ng c n, g t n i, l c… Ph ng pháp này áp d ng cho các ch t ôươ ơ ọ ắ ặ ạ ổ ọ ươ ụ ấ
nhi m không tan, có kh i l ng riêng khác n c, ho c d ng h t có kích th c l n.ễ ố ượ ướ ặ ở ạ ạ ướ ớ
Ph ng pháp hóa lý : Dùng hóa ch t đ trung hòa, t o huy n phù, t o k t t a, h p ph traoươ ấ ể ạ ề ạ ế ủ ấ ụ
đ i… Ph ng pháp này th ng đ c áp d ng đ x lý n c th i c a các nhà máy hóa ch t.ổ ươ ườ ượ ụ ể ử ướ ả ủ ấ
Ph ng pháp sinh h c : Phân h y ch t h u c ( CHC ) nh vi khu n k khí , hi u khí, rong,ươ ọ ủ ấ ữ ơ ờ ẩ ỵ ế
t o, n m… Ph ng pháp này th ng đ n gi n, hi u qu t t và chi phí th p, do đó th ngả ấ ươ ườ ơ ả ệ ả ố ấ ườ
đ c áp d ng khi x lý n c b ô nhi m b i các ch t h u c . ượ ụ ử ướ ị ễ ở ấ ữ ơ
Các công ngh x lý truy n th ng v n s d ng h th ng x lý sinh h c hi u khí b ng cáchệ ử ề ố ẫ ử ụ ệ ố ử ọ ế ằ
s c oxy. Ph ng pháp này có u đi m là phân hu tri t đ n c th i thành n c s ch. Tuyụ ươ ư ể ỷ ệ ể ướ ả ướ ạ
v y, nh c đi m l n c a nó là: T n di n tích xây d ng và tiêu hao năng l ng cho khâu s cậ ượ ể ớ ủ ố ệ ự ượ ụ
khí vì ph i ch y liên t c 24/24h (n u ngh vi khu n hi u khí s ng ng ho t đ ng); Ngoài ra,ả ạ ụ ế ỉ ẩ ể ẽ ừ ạ ộ
h th ng phân hu hi u khí s không thành công n u không tính toán đúng l ng khí c n thi tệ ố ỷ ế ẽ ế ượ ầ ế
đ cung c p cho h th ng. ể ấ ệ ố
Trong r t nhi u tr ng h p, các ph ng pháp thông th ng k trên không hi u qu . V i cácấ ề ườ ợ ươ ườ ể ệ ả ớ
lo i n c th i nhi m có các ch t đ c khó phân h y, ch ng h n thu c tr sâu, thu c di t c …,ạ ướ ả ễ ấ ộ ủ ẳ ạ ố ừ ố ệ ỏ
vi sinh v t h u nh không ho t đ ng đ c. Đ gi i quy t v n đ này, ng i ta đã áp d ng cácậ ầ ư ạ ộ ượ ể ả ế ấ ề ườ ụ
ph ng pháp oxy hóa nâng cao (ươ Advanced Oxidation Processes-AOPs).
Nh m lo i b nh ng khó khăn c a ph ng pháp x lý hi n nay (ph ng pháp x lý b ng sinhằ ạ ỏ ữ ủ ươ ử ệ ươ ử ằ
h c) nh : h th ng c ng k nh, t n di n tích, v n hành ph c t p, chi phí v n hành cao,…côngọ ư ệ ố ồ ề ố ệ ậ ứ ạ ậ
ty chúng tôi đã ch t o và ng d ng r t thành công dây chuy n x lý n c th i công nghi pế ạ ứ ụ ấ ề ử ướ ả ệ
b ng ozone. Công su t x lý c a các dây chuy n này đ t t 30 - 30.000m3/ngđ.>ằ ấ ử ủ ề ạ ừ
Trong s các ch t oxy hóa th ng đ c s d ng, ozone là m t ch t oxy hóa r t m nh. Ozoneố ấ ườ ượ ử ụ ộ ấ ấ ạ
tác d ng v i các CHC tan trong n c ch y u theo hai c ch sau: Th nh t, ozone ph n ngụ ớ ướ ủ ế ơ ế ứ ấ ả ứ
tr c ti p v i ch t tan (P). Th hai, ozone ph n ng v i ch t tan (P) theo c ch g c.ự ế ớ ấ ứ ả ứ ớ ấ ơ ế ố
Ngoài ra, ozone có th tác d ng v i ch t khác t o ra ch t oxy hóa th c p. Ch t m i này sể ụ ớ ấ ạ ấ ứ ấ ấ ớ ẽ
oxy hóa ch t tan. T t c các ph n ng trên có th x y ra đ ng th i. Nh ng tùy theo đi u ki nấ ấ ả ả ứ ể ả ồ ờ ư ề ệ
ph n ng và thành ph n c a n c nhi m b n, s có ph n ng nào đó tr i h n. ả ứ ầ ủ ướ ễ ẩ ẽ ả ứ ộ ơ
- Ozone ph n ng tr c ti p v i ch t tan ả ứ ự ế ớ ấ
Ozone khi hòa tan vào n c s tác d ng v i CHC (P), t o thành d ng oxy hóa c a chúng theoướ ẽ ụ ớ ạ ạ ủ

ph ng trình đ ng h c sau: - d[P]/dt = kP [P][O3]. Nh ng ph n ng tr c ti p c a ozone v iươ ộ ọ ư ả ứ ự ế ủ ớ
CHC có tính ch n l c, t c là ozone ch ph n ng v i m t s lo i CHC nh t đ nh. S n ph mọ ọ ứ ỉ ả ứ ớ ộ ố ạ ấ ị ả ẩ
c a các quá trình ozone hóa tr c ti p các ch t vòng th m b ng ozone th ng là các axit h u củ ư ế ấ ơ ằ ườ ữ ơ
ho c các mu i c a chúng.ặ ố ủ
- Ozone ph n ng v i ch t tan theo c ch g c ả ứ ớ ấ ơ ế ố
Khi tan vào n c tinh khi t, ozone s phân h y t o thành g c OH theo ph n ng ki u dâyướ ế ẽ ủ ạ ố ả ứ ể
chuy n. ph ng trình t c đ phân h y ozone nh sau:ề ươ ố ộ ủ ư
- d[O3] /dt = kA[O3] + kB[OH¯ ]1/2[O3]3/2 Trong đó, kA = 2 k22; kB = 2k25 ( k23/ k26 )1/2
Theo bi u th c trên, môi tr ng ki m, s phân h y ozone tăng, Th c nghi m cho th y, khiể ứ ở ườ ề ự ủ ự ệ ấ
oxy hóa các h p ch t đa vòng th m (PAH) ch b ng m t mình ozone, hi u qu t t trong đi uợ ấ ơ ỉ ằ ộ ệ ả ố ề
ki n pH = 7 – 12.ệ
Nh v y, CHC có th b phân h y b i ozone theo c hai c ch : tr c ti p và g c. Khi đó,ư ậ ể ị ủ ở ả ơ ế ự ế ố
ph ng trình đ ng h c chung c a quá trình đó bi u di n nh sau :ươ ộ ọ ủ ể ễ ư
- d[P]/dt = kd[O3][P] + kid[OH&][P] Trong v ph i c a ph ng trình, s h ng th nh t thế ả ủ ươ ố ạ ứ ấ ể
hi n m c đ ph n ng tr c ti p c a ozone v i CHC thông qua h s kd. S h ng th hai thệ ứ ộ ả ứ ự ế ủ ớ ệ ố ố ạ ứ ể
hi n m c đ ph n ng gián ti p c a nó v i CHC thông qua g c OH và thông qua h s kid.ệ ứ ộ ả ứ ế ủ ớ ố ệ ố
Nh kh năng oxy hóa - kh m nh, nh đã trình bày trên, nên ozone có th kh màu, khờ ả ử ạ ư ở ể ử ử
mùi, kh trùng m t cách hi u qu . N c th i qua b phân h y ozone c a chúng tôi gi m đ cử ộ ệ ả ướ ả ể ủ ủ ả ượ
trên 90% hàm l ng COD, BOD, SS,… gi m trên 95% ch s Coliform, n c th i không cònượ ả ỉ ố ướ ả
màu, mùi khó ch u, không phát sinh s n ph m th c p gây đ c h i. ị ả ẩ ứ ấ ộ ạ

Công đo n 4. TUY N N I TH C P VÀ L NG TH C Pạ Ể Ổ Ứ Ấ Ắ Ứ Ấ
Sau khi đ c x lý qua công đo n phân h y k khí và phân h y ozone, n c th i v n ch a đ tượ ử ạ ủ ỵ ủ ướ ả ẫ ư ạ
tiêu chu n th i ra môi tr ng. Vì v y, c n có thêm h th ng b tuy n n i th c p và l ng thẩ ả ườ ậ ầ ệ ố ể ể ổ ứ ấ ắ ứ
c p. N c th i qua h th ng b tuy n n i th c p và l ng th c p c a chúng tôi s tr thànhấ ướ ả ệ ố ể ể ổ ứ ấ ắ ứ ấ ủ ẽ ở
n c s ch, đ m b o TCVN 5945:2005 - c t A (COD<50mg/l, BOD5<30mg/l, SS<50mg/l,…),ướ ạ ả ả ộ
có th tái s d ng làm n c c p ph c v s n xu t ho c sinh ho t.ể ử ụ ướ ấ ụ ụ ả ấ ặ ạ


Công đo n 5. X LÝ VÀ TÁI S D NG BÙN TH Iạ Ử Ử Ụ Ả

Bùn th i sinh ra trong nhà máy x lý n c th i ch y u b l ng I, b phân hu sinh h c vàả ử ướ ả ủ ế ở ể ắ ể ỷ ọ
b l ng II. L ng bùn c n này s đ c hút ra b ng máy b m. Vi c x lý bùn th i là r t c nể ắ ượ ặ ẽ ượ ằ ơ ệ ử ả ấ ầ
thi t vì s nh h ng tr c ti p đ n môi tr ng đ t n u chúng ta không ti n hành x lý. M cế ẽ ả ưở ự ế ế ườ ấ ế ế ử ụ
đích c a x lý bùn th i:ủ ử ả
- Gi m kh i l ng h n h p bùn c n b ng cách tách 1 ph n hay ph n l n kh i l ng n c cóả ố ượ ỗ ợ ặ ằ ầ ầ ớ ố ượ ướ
trong h n h p bùn c n đ gi m kích th c công trình x lý và gi m th tích c n ph i v nỗ ợ ặ ể ả ướ ử ả ể ặ ả ậ
chuy n t i n i ti p nh n. ể ớ ơ ế ậ
- Phân hu các ch t h u c d b th i r a, chuy n chúng thành các ch t h u c n đ nh và cácỷ ấ ữ ơ ễ ị ố ữ ể ấ ữ ơ ổ ị
h p ch t vô c d dàng tách n c và không gây tác đ ng x u đ n môi tr ng n i ti p nh n. ợ ấ ơ ễ ướ ộ ấ ế ườ ơ ế ậ
Bùn s đ c tách các thành ph n h u c và vô c b ng ph ng pháp th y l c: ch t vô cẽ ượ ầ ữ ơ ơ ằ ươ ủ ự ấ ơ
n ng s l ng xu ng, ch t h u c nh h n s n i lên trên. Các ch t vô c s t n d ng đ s nặ ẽ ắ ố ấ ữ ơ ẹ ơ ẽ ổ ấ ơ ẽ ậ ụ ể ả
xu t v t li u xây d ng, các ch t h u c đ c x lý b ng ph ng pháp sinh h c đ tách riêngấ ậ ệ ự ấ ữ ơ ượ ử ằ ươ ọ ể
các kim lo i n ng v i ph n bùn h u c s ch. Bùn h u c s ch đ c t n d ng đ s n xu tạ ặ ớ ầ ữ ơ ạ ữ ơ ạ ượ ậ ụ ể ả ấ
phân vi sinh ph c v cho vi c tr ng cây và c i t o đ t nông nghi p. Còn các kim lo i n ng sụ ụ ệ ồ ả ạ ấ ệ ạ ặ ẽ
x lý theo ph ng pháp hóa h c đ tách riêng t ng kim lo i ho c hóa r n toàn b đ chôn l pử ươ ọ ể ừ ạ ặ ắ ộ ể ấ
an toàn. Giá thành x lý bùn c ng rãnh, kênh r ch theo ph ng pháp trên ch b ng 30% so v iử ố ạ ươ ỉ ằ ớ
dùng cách chôn l p. ấ