tổng quan về nước thải sinh hoạt và phương pháp xử lý nước thải

Chương 2: Tổng quan về nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1. NƯỚC THẢI SINH HOẠT
2.1.1. Nguồn gốc
Nước thải sinh hoạt (NTSH) phát sinh từ các hoạt động sống hàng ngày
của con người như tắm rửa, bài tiết, chế biến thức ăn… Ở Việt Nam lượng
nước thải này trung bình khoảng 120 - 260 lít/người/ngày. NTSH được thu
gom từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu dân cư, cơ sở kinh
doanh, chợ, các công trình công cộng khác và ngay chính trong các cơ sở sản
xuất.
Khối lượng nước thải của một cộng đồng dân cư phụ thuộc vào:
- Quy mô dân số
- Tiêu chuẩn cấp nước
- Khả năng và đặc điểm của hệ thống thoát nước
Đặc tính chung của NTSH thường bò ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu
cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD, COD), các chất dinh
dưỡng (nitơ phospho), các vi trùng gây bệnh (Ecoli, coliform…).
Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào:
- Lưu lượng nước thải
- Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người
Mà tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:
- Mức sống, điều kiện sống và tập quán sống.
- Điều kiện khí hậu
Bảng 2.1: Tải trọng chất bẩn theo đầu người
Chỉ tiêu ô nhiễm
Hệ số phát thải
GVHD: Th.s Lâm Vónh Sơn - 4 - SVTH: Nguyễn Công Hanh
Chương 2: Tổng quan về nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải
Các quốc gia gần với
Việt Nam

Theo TCVN
(TCXD – 51 - 84)
Chất rắn lơ lửng SS 70 - 145 50 – 55
BOD
5
đã lắng 45 - 54 25 - 30
BOD
20
đã lắng - 30 – 35
COD 72 – 102 -
N- NH
4
+
2,4 – 4,8 7
Phospho tổng 0,8 – 4,0 1,7
Dầu mỡ 10 – 30 -
(Nguồn: Chương trình môn học kỹ thuật xử lý nước thải, Lâm Minh
Triết)
2.1.2. Thành phần tính chất nước thải
Mức độ cần thiết xử lý nước thải phụ thuộc:
- Nồng độ bẩn của nước thải
- Khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận
- Yêu cầu về mặt vệ sinh môi trường
Để lựa chọn công nghệ xử lý và tính toán thiết kế các công trình đơn
xử lý nước thải trước tiên cần phải biết thành phần tính chất của nước thải.
Thành phần tính chất của nước thải chia làm 2 nhóm chính:
- Thành phần vật lý
- Thành phần hoá học
Thành phần vật lý: Biểu thò dạng các chất bẩn có trong nước thải ở
các kích thước khác nhau được chia thành 3 nhóm.

Nhóm 1: Gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải,
giấy, lá cây, cát, da, lông…) ở dạng lơ lửng (
δ
> 10
-1
mm) và ở dạng huyền
phù, nhũ tương (
δ
= 10
-1
– 10
-4
mm)
Nhóm 2: Gồm các chất bẩn dạng keo (
δ
= 10
-4

– 10
-6
mm)
Nhóm 3: Gồm các chất bẩn ở dạng hoà tan có
δ
< 10
-6
mm, chúng có
thể ở dạng ion hay phân tử.
GVHD: Th.s Lâm Vónh Sơn - 5 - SVTH: Nguyễn Công Hanh
Chương 2: Tổng quan về nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải
Thành phần hoá học: Biểu thò dạng các chất bẩn trong nước thải có

các tính chất hoá học khác nhau, được chia làm 3 nhóm:
Thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, axít vô cơ, các ion muối phân ly…
(chiếm khoảng 42% đối với NTSH)
Thành phần hoá học: các chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật
cặn bã bài tiết… (chiếm khoảng 58%)
. Các chất chứa nitơ:
. Các hợp chất nhóm hrocacbon: mỡ, xà phòng, cellulese…
. Các hợp chất có chứa phospho, lưu huỳnh
Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn…
Bảng 2.2: Thể hiện thành phần tương đối của NTSH trước và sau xử lý.
BOD và chất rắn lơ lửng là 2 thông số quan trọng nhất được sử dụng để xác
đònh đặc tính của NTSH. Quá trình xử lý lắng đọng ban đầu có thể giảm được
khoảng 50% chất rắn lơ lửng và 35% BOD.
Bảng 2.2: Thành phần tương đối của nước thải sinh hoạt bình thường
Thành phần chất thải
Trước khi
lắng đọng
Sau khi
lắng đọng
Sau khi xử lý
sinh học
Tổng chất rắn lơ lửng 800 680 530
Chất rắn không ổn đònh 440 340 220
Chất rắn lơ lửng 240 120 30
Chất rắn lơ lửng không ổn đònh 180 100 20
BOD 200 130 30
Amoniac 15 15 24
Tổng nitơ 35 30 26
Photpho hoà tan 7 7 7
Tổng photpho 10 9 8

(Nguồn: wastewater engineering treatment, disposal.Metcalf và Eddy, 1991)
Chất hữu cơ trong NTSH đặc trưng có thể phân huỷ sinh học có thành
phần 50% hydrocacbon, 40% protein và 10% chất béo. Độ pH dao động trong
khoảng 6,5 – 8,0 trong nước thải có khoảng 20% - 40% vật chất hữu cơ không
GVHD: Th.s Lâm Vónh Sơn - 6 - SVTH: Nguyễn Công Hanh
Chương 2: Tổng quan về nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải
phân huỷ sinh học. (Theo:Xử lý nước thải đô thò và công nghiệp, Tính toán và
thiết kế công trình – Lâm Minh Triết)
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI:
Các phương pháp sử dụng để xử lý nước thải phụ thuộc vào các tính
chất vật lý, hóa học và sinh học của nước thải, do đó về bản chất kỹ thuật xử
lý nước thải được chia làm 3 nhóm chính: lý học (cơ học), hóa học, sinh học.
Nếu xác đònh ở cấp độ xử lý, các kỹ thuật xử lý trên áp dụng ở các mức sau:
- Xử lý sơ bộ (xử lý bậc một): quá trình này dùng để loại bỏ các tạp
chất thô, các loại cặn trong nước thải. Những tạp chất thô này có thể ảnh
hưởng đến hoạt động bình thường của các quá trình xử lý sau này, hay gây
hỏng hóc các thiết bò phụ trợ khi hoạt động. Các quá trình xử lý sơ bộ thường
dùng: song chắn rác, lưới chắn rác, thiết bò nghiền rác, bể lắng cát, bể tuyển
nổi, bể lắng…
- Xử lý bậc hai: mục đích chính của giai đoạn này là loại trừ các hợp
chất hữu cơ và các chất rắn lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học. Các quá
trình thường được sử dụng trong xử lý bậc hai là: bùn hoạt tính, bể biophin,
các hồ sinh học…
- Xử lý bậc cao: được áp dụng khi yêu cầu xử lý cao hơn quá trình xử
lý bậc hai có thể đáp ứng. Người ta dùng xử lý bậc cao để loại bỏ các thành
phần như dinh dưỡng (nitơ, phôtpho…), các hợp chất độc, các hợp chất hữu cơ
và các chất rắn lơ lửng. Quá trình xử lý bậc cao có thể áp dụng các kỹ thuật
sinh học, hóa học hoặc lý học. Ví dụ: quá trình sinh học để loại bỏ nitơ,
phôtpho, keo tụ hóa học, quá trình lắng theo sau là lọc hấp phụ bằng cacbon
hoạt tính.

- Xử lý bùn cặn: đây là khâu rất quan trọng không thể không xét đến
trong công trình xử lý nước thải vì trong một số công đoạn xử lý luôn kèm
GVHD: Th.s Lâm Vónh Sơn - 7 - SVTH: Nguyễn Công Hanh
Chương 2: Tổng quan về nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải
theo một lượng bùn đáng kể. Các kỹ thuật xử lý bùn có thể kể là: nén bùn, ổn
đònh bùn, sấy bùn, sản xuất compost…
2.2.1. Phương pháp xử lý lý học (cơ học):
Phương pháp này được sử dụng để tách các tạp chất không hòa tan và
một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Các công trình xử lý cơ học
bao gồm:
2.2.1.1. Thiết bò chắn rác:
Thiết bò chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức
năng chắn giữ những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm
cho máy bơm, các công trình và thiết bò xử lý nước thải hoạt động ổn đònh.
Song và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới
đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay
khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay
rác tinh.
Theo cách thức làm sạch thiết bò chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại
làm sạch bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới.
2.2.1.2. Thiết bò nghiền rác:
Là thiết bò có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh
nhỏ lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm.
Trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bò nghiền rác thay cho thiết bò chắn
rác đã gây nhiều khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn
tăng lên như làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bò làm thoáng
trong các bể (đóa, lỗ phân phối khí và dính bám vào các tuabin…. Do vậy phải
cân nhắc trước khi dùng.
2.2.1.3. Bể điều hòa:
GVHD: Th.s Lâm Vónh Sơn - 8 - SVTH: Nguyễn Công Hanh

Chương 2: Tổng quan về nước thải sinh hoạt và các phương pháp xử lý nước thải
Là đơn vò dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu
lượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau,
đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bò sau này.
Có 2 loại bể điều hòa:
- Bể điều hòa lưu lượng
- Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng
Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải
hay ngoài dòng thải xử lý. Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm
đáng kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn
phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động
đó. Vò trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác đònh cụ thể cho từng hệ
thống xử lý, và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng
như đặc tính của nước thải.
2.2.1.4. Bể lắng cát:
Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặmg như: cát, sỏi, mảnh
thủy tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ các thiết bò cơ khí dễ bò
mài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý sau.

GVHD: Th.s Lâm Vónh Sơn - 9 - SVTH: Nguyễn Công Hanh