Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất 500m3/ngày đêm

Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện đồ án này thành công đầu tiên nhóm em xin chân thành tỏ lòng biết ơn
Thầy Vũ Đình Khang giáo viên trực tiếp hướng dẫn nhóm em trong suốt quá trình thực hiện
đồ án. Bằng kinh nghiệm bản thân, tích góp những thực tiễn cuộc sống và người đi trước
Thầy đã đúc kết những vốn kiến thức để cho nhóm em có cơ hội học hỏi, trao đổi thêm cho
bản thân những thiếu sót. Sự tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên của Thầy đã giúp đỡ
nhóm em rất nhiều trong việc hoàn thành đồ án này.
Nếu không có sự quan tâm từng bước của Thầy thì đồ án chắc chắn sẽ không được
hoàn thành như một đề tài khoa học. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã dạy dỗ
chúng em trong suốt thời gian qua.
Cuối cùng là lời cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân cùng toàn thể bạn bè
những người luôn động viên tinh thần giúp đỡ chúng em hoàn thành nhiệm vụ được giao.
Với thời gian có hạn, khối lượng công việc khá lớn nên không thể tránh khỏi thiếu
sót trong đồ án. Nhóm em xin chân thành cảm ơn những nhận xét và ý kiến đóng góp bổ
sung của quý thầy cô và bạn bè để đồ án được hoàn thành hoàn chỉnh hơn.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 2 năm 2014
Nhóm sinh viên thực hiện

Đồ Án Học Phần

Page 1

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
...................................................................................................................
...................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Đồ Án Học Phần

Page 2

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
...................................................................................................................
...................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẾT MỔ GIA SÚC
1

Tổng quan về ngành giết mổ

Theo thống kê mới nhất từ Sở Công Thương, mỗi ngày toàn thành phố (TP) tiêu thụ
hơn 450 tấn thịt gia súc, gia cầm, với nguồn cung ứng từ 17 điểm giết mổ thủ công tập
trung, 5 cơ sở giết mổ công nghiệp (CN) và khoảng 3.725 lò mổ tại các hộ gia đình. Tuy
nhiên, vấn đề đáng bàn là sản phẩm từ các cơ sở giết mổ thủ công tập trung và hộ gia đình
thường hình thành tự phát, không theo quy định và không đạt tiêu chuẩn vệ sinh, mặc dù
đang cung cấp trên 80% nhu cầu tiêu thụ thịt gia súc, gia cầm cho toàn TP. Các công đoạn
thường được tiến hành trên nền đất, nền bê tông không đảm bảo vệ sinh, và người dân rất
thiếu ý thức về vệ sinh giết mổ.
Đồ Án Học Phần

Page 3

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

Hình 1.1: Giết mổ gia súc ngay trên sàn, nền nhà
Ông Nguyễn Hữu Hiệp nhà ở trước cổng lò giết mổ An Nhơn trên đường Lê Đức
Thọ, phường 13 (quận Gò Vấp, TPHCM) cho biết, gia đình ông phải sống chung với mùi
hôi thối từ khi lò mổ tập trung này đi vào hoạt động. Theo ông Hiệp, mùi hôi thối từ nước
thải của trung tâm khiến nhiều người không ăn ngủ được. “Suốt ba năm nay, các cuộc họp
của tổ dân phố đều nêu tình trạng này nhưng không thấy chính quyền giải quyết”- ông Hiệp

nói. Dẫn chúng tôi ra con mương đen ngòm sau khu vực giết mổ. Bà Vũ Thị Tin, ở cạnh
khu giết mổ cho biết: “Nước thải chảy vô tội vạ ra mương bốc mùi, cứ tối đến, xe chở gia
súc chạy qua mùi hôi thối lại bốc lên khiến dân chúng tôi mất ăn mất ngủ”.
Tình trạng này diễn ra đã lâu nhưng theo phản ánh của người dân sinh sống quanh
các khu vực này không nhận thấy cơ quan chức năng kiểm tra xử lý.
Trong cuộc hợp gần đây nhất, tổ soạn thảo quy hoạch đều có chung nhận định: Vấn
đề mất vệ sinh an toàn thực phẩm, vệ sinh thú y, môi trường vẫn còn khá nghiệm trọng.
Hiện nay, cơ quan chức năng mới quản lý được các cơ sở giết mổ tập trung, còn các hộ nhỏ
lẻ nằm ngoài kiểm soát.

Đồ Án Học Phần

Page 4

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
Một số cơ sở giết mổ thường xuyên có hiện diện cán bộ thú y, nhưng tình trạng mất vệ
sinh vẫn không khắc phục. Điển hình là giết mổ gia súc tại chợ đầu mối Thủ Đức, cán bộ
thú y chỉ kiểm tra đơn giản và đóng dấu để “yên lòng người tiêu dùng”.

Hình 1.2: Nước thải xả tràn tại khu vực giết mổ gia súc
2

Nguồn gốc, tính chất và thành phần nước thải của ngành giết mổ gia súc
1
Nguồn gốc ô nhiễm của ngành giết mổ gia súc


Nước thải:
- Nước thải từ quá trình giết mổ và làm sạch gia súc
- Nước vệ sinh thiết bị trong cơ sở và từ chuồng trại
- Nước sinh hoạt cho các công nhân của cơ sở

Không khí:
Vấn đề nảy sinh chủ yếu là các mùi khó chịu từ các chuồng gia súc (phân,
nước tiểu, lông,…..) và khâu quản lý thực phẩm đông lạnh.

2


Tiếng ồn:
Chủ yếu gây ra do máy móc, thiết bị, do vận chuyển và do gia súc bị nhốt.
Tính chất nước thải của ngành giết mổ gia súc

Huyết đươc thu lại và sử dụng như sản phẩm phụ, các thành phần khác như phân,
nước tiểu, long, nước mô…sẽ đưa vào nước thải. Vì vậy, nước thải của chế biến thịt
chứa chất béo, màng nhầy, dầu mỡ, lông, máu, bụi bẩn với tải lượng ô nhiễm cao.
Nước thải của các cơ sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD vá COD khá cao và
luôn luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nito,
Đồ Án Học Phần
GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG
Page 5


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
photpho. Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì cùa nước đồng thời dễ phân hủy bởi
các vi sinh vật, gây mùi hôi thối và làm ô nhiễm nguồn nước.

Nước thải của công nghệ chế biến thịt gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có độ ô
nhiễm cao hơn nhiều. chúng có nồng độ dầu mỡ, axit béo rất cao. Nước thải giết mổ
còn chứa chất dinh dưỡng như Protein.
Loại phân thải ra mỗi ngày tùy thuộc vào giống, loài gia súc, độ tuổi, khẩu phần
thức ăn và trọng lượng của gia súc.
Bảng 1.1: Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày của gia súc
Loại gia súc
Lượng phân và nước tiểu (kg/ngày)
Trâu –bò trưởng thành
10-15
Heo
2-3
(Nguồn: Nguyễn Kim Kiều- NÔNGNGHIÊP.VN, 22-5- 2013)
3

Thành phần nước thải của ngành giết mổ gia súc

Gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có nồng độ ô nhiễm cao hơn nhiều. chúng có
nồng độ dầu mỡ, acid béo cao. Nước thải chứa nhiều protein. Khi diamin hóa sẽ tạo ra
một lượng NH3 nên cần được nitrat há. Ngoài ra, trong nước thải còn có chứa chất tẩy
rửa, long… Do dễ phân hủy sinh học nên nước thải từ hoạt động giết mổ dễ gây ô
nhiễm nguồn nước, có mùi hôi và chứa vi khuẩn gây bệnh. Nước thải còn có nồng độ
chất dinh dưỡng như N, P cao nên dễ gây phú dưỡng hóa nguồn nước.
Bảng 1.2: Thành phần và tính chất của loại nước thải giết mổ
STT
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
Đồ Án Học Phần

Thông số
pH
BOD5
COD
Độ dẫn điện
Clorit
Chất béo
Axit hữu cơ
H2 S
Nito amon
Photpho tổng
Độ cúng

Đơn vị
mg/L
mg/L
m3/cm
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

mg/L
mg/L
Page 6

Giá trị
5,3-8,9
1500-7400
2400-9600
2,8-6,1
1,1-390
115-300
61-350
0-20
230-1120
16-53
35,6-125
GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
12

Đồ Án Học Phần

Độ kiềm

mg/L

Page 7

30-70
(Nguồn: viện môi trường và tài nguyên)

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
2.1. Phương pháp cơ học
Phương pháp này gọi là phương pháp sơ bộ
Phương pháp này nhằm mục đích:


Tách các chất không hòa tan, những chất lơ lửng có kích thước lớn ra khỏi
nước thải.

Loại bỏ các cặn nặng: mảnh thủy tinh, kim loại, nilon,…

Điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

Tạo điều kiên thuận lợi cho các công trình xử lý nước thải ở phía sau
2.1.1. Song chắn rác
Song chắn rác dùng giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải để
đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo. Kích thước tối thiểu của rác được
giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác.
Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực ta phải thường xuyên làm sạch các
song chắn rác bằng thủ công hoặc cơ giới.

Tốc độ nước chảy qua các khe hở nằm trong khoảng 0,65m/s đến 1m/s. Tùy theo
yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi.
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 tinh có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm.

Hình 2.1: Song chắn rác thô

Hình 2.2: Song chắn rác tinh

2.1.2. 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
Đồ Án Học Phần
GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG
Page 8


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
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..

Hình 2.3: Lưới lọc
2.1.3.

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.
Cát từ bể lắng cát được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử
dụng lại cho những mục đích xây dựng.

Đồ Án Học Phần

Page 9

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

Hình 2.4: Bể lắng cát
2.1.4

Bể lắng

Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng
riêng của nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn
sẽ nổi lên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo. Dòng
những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi ( ta gọi là cặn) tới công
trình xử lý cặn.
Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1 trước
công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học
Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như: bể
lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục.

Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể lắng
ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác.

Đồ Án Học Phần

Page
10

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

Hình 2.5: Bể lắng
2.1.4.1.

Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng. Bể lắng đứng
thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dười 20.000 m 3/ngày đêm. Nước thải được
dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng.
Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng. Nước
trong được tập trung vào máng thu phía trên. Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc
chóp cụt phía dưới.
Hình 2.6: Bể lắng đứng

2.1.4.2.
Đồ Án Học Phần

Bể lắng ngang
Page
11

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
Bể lắng ngang có hình dạng chữ nhật trên mặt bằng, tỷ lễ giữa chiều rộng và
chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sây đến 4m. Bể lắng ngang dùng cho các trạm xử lý
có công suất lớn hơn 15.000 m3 / ngày đêm.
Trong bể lắng nước thải chuyển động theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể
và được dẫn tới các công trình xử lý tiếp theo, vận tốc dòng chảy trong vùng công tác
của bể không được vượt quá 40mm/s. Bể lắng ngang có hố thu cặn ở đầu bể và nước
trong được thu vào ở máng cuối bể.

Hình 2.7: Bể lắng ngang
2.1.4.3.

Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng. Bể lắng ly tâm được dùng cho
các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.200 m 3 / ngày đêm. Trong bể lắng nước chảy từ
trung tâm ra quanh thành bể. Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung
tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc 45 0.
Đáy bể thường được thiết kế với độ dốc I = 0.02 – 0.05. Dàn quay với tốc đồ 2-3 vòng
trong 1 giờ. Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía trên.

Đồ Án Học Phần

Page
12

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
Hình 2.8: Bể lắng ly tâm
2.1.5. Bể vớt dầu mỡ
Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ ( nước
thải công nghiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ. Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu
mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi.

Hình 2.8: Bể vớt dầu mỡ
2.1.6. Bể làm thoáng
Khi hàm lượng chất lơ lửng trong bể lắng > 150mg/l chúng ta cần làm thoáng sơ bộ
để:
-

Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải
Tăng hiệu quả khử BOD
Tạo điều kiện cho các chất lơ lửng và các chất nổi trong nước thải phân bố
đồng đều khi qua các công trình phía sau.

2.1.7. Bể lọc
Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho
nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc như cát, thạch anh, than cốc,
than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ….

Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và
giữ pha phân tán lại. Quá trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước. Bể này được
sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp. Bể lọc thường làm việc với hai
chế độ lọc và rửa lọc.
Đồ Án Học Phần

Page
13

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

Hình 2.9: Bể lọc
2.2. Phương háp hóa lý
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá
trình vật lý và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các
tạp chất bản, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan
nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường. Giai đoạn xử lý hóa lý có thể là giai
đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hóa học, sinh học trong
công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh.
Những phương pháp hóa lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, đông
tụ , tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc…

2.2.1. Phương Pháp Keo Tụ Và Đông Tụ
Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách
được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích
thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần

tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết thành
tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng
trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa diện tích của chúng, thứ đến là liên kết
Đồ Án Học Phần

Page
14

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
chúng với nhau. Quá trình trung hòa điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ
(coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình
keo tụ ( flocculation).
2.2.1.1.

Phương pháp keo tụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lưng khi cho các chất cao phân tử vào nước.
Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn 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 trên các hạt lơ
lửng.
Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxit nhôm và sắt
với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng. Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm chất
đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng.
Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau: hấp phụ phân tử
chất keo trên bề mặt hạt kẹo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo. Sự dính lại các hạt
keo do lực đẩy Vanderwall. Dưới tác động của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cấu

trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước.
Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự
nhiên là tinh bột, ete, xenlulozo, dectrin (C 6H10O5) và dioxyt silic hoạt tính
(xSiO2.yH2O).

Hình 2.10: Quá trình keo tụ
2.2.1.2.
Đồ Án Học Phần

Phương pháp đông tụ
Page
15

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các
giai đoạn sau:
Me3+

+

HOH

<=>

Me(OH)2+

+

Me(OH)2+

+

HOH

<=>

Me(OH)+

+

H+

Me(OH)+

+

HOH

<=>

Me(OH) 3

+

H+

Me3+

+

3HOH

Me(OH) 3

+ 3H+

<=>

H+

Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặn hỗn hợp của chúng. Việc chọn
chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hóa lý, giá thành, nồng độ tạp chất
trong nước, pH.
Các muối nhôm dược dùng làm chất đông tụ: Al 2(SO4)#.18H2O, NaAl2,
Al(OH)2Cl, KAl(OH)2.12H2O, NH4Al(SO4)212H2O. Thường nhôm sunfat làm chất đông
tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốt trong nước, sử dụng dạng khô hoặc dạng
dung dịch 50% và giá thành tương đối rẽ.
Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO 3).2H2O, Fe(SO4)3.3H2O,
FeSO4.7H2O và FeCl3. Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô dung dịch 10-15%.

Đồ Án Học Phần

Page
16

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG

Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
2.2.2. Tuyển nổi
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn
hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong xử lý nước thải
tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng
Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử
được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn. Khi các hạt
đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là
không khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập
hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập
hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban
đầu

Hình 2.11: Bể tuyển nổi
2.2.3. Phương pháp trao đổi ion
Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi
với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các
ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước.
Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit,
những chất này mang tính axit. Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và
Đồ Án Học Phần
GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG
Page
17

Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
chúng mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi là các
ionit lưỡng tính.
Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim
loại như : Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn…, các hợp chất của Asen, phospho, Cyanua và
các chất phóng xạ.

Hình 2.12: Quá trình trao đổi ion
2.2.4. Hấp phụ
Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các
chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải có chứa
một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân huỷ bằng con đường
sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi phí riêng
cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả.
Các chất hấp phụ thường được sử dụng như than hoạt tính, các chất tổng hợp và
chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ, mạt cưa…). Chất
hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử
dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn.
2.2.5. Các quá trình tách bằng màng
Đồ Án Học Phần

Page
18

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm

Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác
nhau. Viêc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đó
qua màng. Người ta dùng các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và
các quá trình tương tự khác.
2.2.6. Phương pháp điện hóa
Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nước
thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện và
điện thẩm tích. Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện
một chiều đi qua nước thải.
Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nước thải với
sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dễ tự động hoá và không sử dụng tác chất hoá học.
Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn.
Việc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn
hoặc liên tục.
Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng một loạt các yếu tố như
mật độ dòng điện, điện áp, hệ số sử dụng hữu ích điện áp, hiệu suất theo dòng, hiệu suất
theo năng lượng.
2.2.7. Phương pháp trích ly
Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit
hữu cơ, các ion kim loại… Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn
hơn 3-4 g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly.
Làm sạch nước thải bằng phương pháp trích ly bao gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn thứ nhất: Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ)
trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha lỏng. Một
pha là chất trích với chất được trích, còn pha khác là nước thải với chất trích.
Giai đoạn thứ hai: Phân riêng hai pha lỏng nói trên

Đồ Án Học Phần

Page

19

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
Giai đoạn thứ ba: Tái sinh chất trích ly Để giảm nồng độ tạp chất tan thấp hơn
giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích và vận tốc của nó khi cho vào nước thải.
2.2.8. Phương pháp trung hòa
Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng
6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo
Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:
- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm
- Bổ sung các tác nhân hoá học
- Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà
- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit Việc
lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ nước thải, chế độ
thải nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của các tác nhân hoá học. Trong quá trình
trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và
thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình.
2.2.9. Khử trùng nước thải
Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt. Khi xử
lý trong các công trình sinh học nhân tạo (bể bùn hoạt tính) số lượng vi khuẩn giảm
xuống còn 5%, trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1-2%. Nhưng để tiêu diệt toàn
bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Clo hoá, Ozon hoá, điện phân, tia
cực tím…
2.2.10. Phương pháp oxy hoá khử
Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nước
thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải. Quá trình này tiêu tốn một

lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng trong
những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng
những phương pháp khác, thường sử dụng các chất oxy hoá như Clo khí và lỏng, nước

Đồ Án Học Phần

Page
20

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
Javen (NaOCl), Kalipermanganat (KMnO4), Hypocloric Canxi (Ca(ClO)2), H2O2,
Ozon…
2.3. Phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học là phương pháp sử dụng khả năng sống và hoạt động của các
vi sinh vật có ích để phân hủy các chất hữu cơ và thành phần ô nhiễm trong nước thải. Các
quy trình xử lý sinh học chủ yếu có 4 nhóm chính: quá trình hiếu khí – trung gian anoxic –
kỵ khí các quá trình hồ. Đối với việc xử lí nước thải sinh hoạt có yêu cầu đầu ra không qua
khắt khe đối với chỉ tiêu N và P, quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính là quá trình xử
lý sinh học được ứng dụng nhất. Do vậy phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại
bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao.
Quá trình xử lý sinh học gồm các bước:
- Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan
thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh.
- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ
trong nước thải
-

Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

2.3.1. Phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên
Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người ta xử
lí nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc).
2.3.1.1.

Hồ sinh học

Hồ sinh học là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hoá,
hồ ổn định nước thải. Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ
nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác tương tự như quá trình làm sạch
nguồn nước mặt. Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu,
nhiệt độ không được thấp hơn 60C.
Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh học ra các loại hồ sinh học
hiếu khí, hồ sinh học tuỳ tiện và sinh học yếm khí.
Đồ Án Học Phần

Page
21

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
 Hồ sinh học hiếu khí
Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp
qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ

các hệ thống thiết bị cấp khí. Độ sâu của hồ sinh học hiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m.
 Hồ sinh học tuỳ nghi
Có độ sâu từ 1,5 – 2,5m. Theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: Oxy
hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ. Trong hồ sinh học tuỳ nghi vi khuẩn
và tảo có quan hệ tương hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất.
 Hồ sinh học yếm khí
Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắt
buộc và kỵ khí không bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh
học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản dễ xử
lý. Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%. Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi
hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp
rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc.

Hình 2.13: Hồ sinh học
2.3.1.2.
Đồ Án Học Phần

Cánh đồng tưới và bãi lọc
Page
22

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
Việc xử lý nước thải được thực hiện trên những cánh đồng tưới bãi lọc là dựa vào
khả năng giữ cặn trong nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất đi qua lọc nhờ có oxi trong
các lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vsv hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu
cơ nhiễm bẩn, càng xuống sâu thì lượng oxi càng giảm dần và quá trình oxi hoá các chất

hữu cơ giảm dần, cuối cùng đến độ sâu mà ở đó chỉ diễn ra quá trình khử nitrat. Vì vậy cánh
đồng tưới và bãi lọc chỉ xây dựng ở những nơi có mực nước nguồn thấp hơn 1,5m so với
mặt đất.
Nước thải truớc khi đưa vào cánh đồng tưới và bãi lọc cần được xử lý sơ bộ như qua
song chắn rác để loại bỏ rác, các vật thô cứng, qua bể lắng để loại cát, sỏi và các tạp chất
rắn, loại bỏ dầu mỡ nhằm tránh bịt kín các lổ hổng và mao quản làm giảm sự thoáng khí ảnh
hưởng đến khả năng oxi hoá các chất bẩn của hệ VSV.
2.3.2. Phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo
2.3.2.1. Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu
rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật. Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau:
-

Phần chứa vật liệu lọc
Hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu
và dẫn nước sau khi lọc
Hệ thống phân phối khí cho bể lọc Quá trình oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh
học diển ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều.
Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được
tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2. Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn
ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc
thông gió nhân tạo.
Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit…
 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọc sinh học
nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau: Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị
phân phối, theo chu kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc. Nước thải sau khi lọc chảy
Đồ Án Học Phần

Page
23

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể. Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ
xung quanh thành bể.
Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá… đường kính trung
bình 20 – 30 mm.
Tải trọng nước thải của bể thấp. Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 – 2 m. Hiệu quả xử lý
nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90%. Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất
dưới 1000 m3/ngày đêm.
Hình 2.14: Bể lọc sinh học nhỏ giọt

 Bể lọc sinh học cao tải
Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước
thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực. Bể có tải trọng 10 – 20 m3 nước
thải/1m2 bề mặt bể /ngày đêm. Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến
hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch. Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới
5000 m3/ngày đêm.
2.3.2.2.

Bể Aerotank

Trong bể Aerotank xảy ra 2 quá trình cơ bản:
-

Đồ Án Học Phần

Quá trình tăng sinh khối của vsv.

Page
24

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG


Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy giết mổ gia súc, công suất
500m3/ngày đêm
-

Quá trình hoạt động của enzim hay quá trình phân giải vật chất hữu cơ
trong nước thải.

Nguồn vsv có trong nước thải: Nguồn giống VSV vật được nuôi cấy riêng (bùn hoạt
tính) trong các cơ sở tạo giống và đưa vào để tăng thêm khả năng chuyển hoá vật chất hữu
cơ trong nước thải. Khi vào bể Aerotank, VSV trải qua một số giai đoạn phát triển với tốc
độ khác nhau. Ở trạng thái tĩnh, môi trường nước thải chứa những chất hữu cơ tương đối
đồng nhất, dễ phân huỷ như nhau, VSV sẽ phát triển theo một qui luật riêng biệt. Lúc đầu,
chúng trải qua giai đoạn thích nghi, sau đó là giai đoạn tăng sinh rất nhanh, sau một thời
gian nhất định chúng sẽ tạo được trạng thái cân bằng (ổn định) và kết thúc bằng giai đoạn
suy vong, lượng sinh khối tạo ra nhiều hay ít, thời gian của quá trình tăng sinh dài hay ngắn
còn tuỳ thuộc vào các quá trình bên ngoài tác động vào VSV.
Đối với những vsv được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo thì giai đoạn thích nghi
thường ngắn hơn so với những VSV có trong môi trường nước thải. Bởi vì trong môi trường
nhân tạo bao gồm những thành phần dinh dưỡng có kiểm soát và dễ tiêu hủy, còn trong môi
trường nước thải các chất dinh dưỡng thường lẫn với các chất độc hại, muốn phát triển được

thì VSV không chỉ phải trải qua giai đoạn quá trình thích nghi với chất dinh dưỡng mới
phức tạp mà còn phải thích nghi mới với các chất độc hại.
VSV phát triển trong bể Aerotank thường rất chậm và sinh khối tạo ra thường không
bằng sinh khối tạo ra trong môi trường nhân tạo. Nguyên nhân chủ yếu là docác VSV có xu
thế sử dụng các thành phần dinh dưỡng dễ phân huỷ trước, sau đó mới phân huỷ các thành
phần khó phân huỷ.

Đồ Án Học Phần

Page
25

GVHD : VŨ ĐÌNH KHANG