tính toán thiết kế sơ bộ hệ thống xử lý nước thải của dây chuyền mạ Crôm-Niken

Phần I.
Mở Đầu.
Nớc là tài sản chung của nhân loại, là một trong bốn nhân tố tạo nên môi trờng,
có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự sống của con ngời và sinh vật. Không có n-
ớc thì sự sống của muôn loại trên hình tinh không thể tồn tại đợc.
Con ngời khai thác nớc từ các nguồn tự nhiên và sử dụng cho nhiều mục đích
khác nhau nh phục vụ ăn uống, sinh hoạt của chính con ngời, nớc dùng cho các mục
đích hoạt động nông nghiệp, cho sản xuất công nghiệp, cho các hoạt động giao thông,
cho rất nhiều hình thức dịch vụ Nớc sau khi đợc sử dụng cho những mục đích trên lại
đợc thải lại vào chính nguồn nớc nơi mà con ngời đã khai thác cho mục đích sử dụng
của mình. Tất cả những hoạt động đó do thiếu quản lý hay hiểu biết đã dẫn đến tình
trạng ô nhiễm nguồn nớc và ở nhiều lúc nhiều nơi sự ô nhiếm đã trở nên trầm trọng.
Nớc có vai trò quan trọng đối với sự sống nhng nớc không phải là vô tận.
Khoảng 97% khối lợng nớc trên bề mặt trái đất là nớc mặn, chỉ có một phần nhỏ là
nguồn nớc ngọt, con ngời có thể khai thác một phần nhỏ lợng nứoc ngọt phục vụ cho
nhu cầu của mình.
Nguồn nớc ngọt vốn đã rất hạn chế lại càng trở nên hạn chế đối với nhu cầu
ngày càng tăng của con ngời. Vởy mà tại nhiều khu vực kể cả nớc mặt lẫn nớc ngầm
đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do nớc thải không đợc xử lý từ các nhà máy, xí nghiệp,
từ các loại dịch vụ và từ các khu vực đô thị đã đợc thải vào các nguồn nớc nhận. Đã có
rất nhiều báo cáo về sự ô nhiẽm nớc tại một số khu vực trên thế giới, đặc biệt là tại các
đô thị và khu công nghiệp lớn.
ở Việt Nam, bảo vệ tài nguyên nớc khỏi bị cạn kiệt và tránh sự ô nhiễm nguồn
nớc gây ảnh hởng đến sức khoẻ cộng đồng là vấn đề đợc xã hội quan tâm rất nhiều.
Nhiều chính sách đã đợc áp dụng nhằm bảo vệ nguồn nớc, ngăn chặn các hành vi gây ô
nhiễm nguồn nớc. Đặc trng của nớc thải sinh hoạt là chứa nhiều tạp chất khác nhau,
trong đó có khoảng 52% hợp chất hữu cơ, 48% chất vô cơ nh: các chất tẩy rửa, cac chất
lắng đợc cũng nh không lắng đợc, các in amôn, ion photphat và một số lớn vi sinh vật.
Phần lớn các vi sinh vật này ở dạng vi khuẩn gây bệnh: tả, lỵ, thơng hàn Nh vậy nếu
thải trực tiếp nớc thải sinh hoạt ra các nguồn tiếp nhận thì sẽ gây ô nhiễm nguồn tiếp
nhận. Do vậy, nớc thải sinh hoạt buộc phải đợc xử lý trớc khi thải ra môi trờng.

Để góp phần vào việc xử lý môi trờng nói chung và làm sạch nớc ô nhiễm nói
riêng, trên cơ sở đó có thể tái sử dụng nớc, bảo vệ nguồn nớc tiếp nhận nhất là bảo vệ
chất lợng các thuỷ vực gần khu dân c, tôi lựa chọn đề tài thiết kế có tên là: Thiết kế
bể xử lý hiếu khí nớc thải sinh hoạt , đô thị .
Phần II.
1
Tổng Quan.
I.Khái niệm nớc thải.
Nớc thải là nớc sau khi đã đợc sử dụng với các mục đích khác nhau.
Một trong các cách phân loại nớc thải là có thể phân loại nớc thải theo nguồn
gốc phát sinh ra chúng. Theo cách phân loại này, có các loại nớc thải sau:
1. Nớc thải sinh hoạt.
Là nớc thải đợc thải từ các khu dân c, khu hoạt động thơng mại, khu vực công sở,
trờng học và các cơ sở tơng tự khác.
2. Nớc thải công nghiệp và dịch vụ:
Là nớc thải đợc thải từ các quá trình công nghệ hay dịch vụ có xử dụng nớc và
thành phần của nớc thải phụ thuộc vào công nghệ hay dịch vụ.
3. Nớc thải của sản xuất nông nghiệp:
Thờng là nớc tới tiêu trong trồng trọt hay nớc từ các khu vực chăn nuôi và trồng
trọt: chất hữu cơ, phân hoá học, thuốc trừ sâu.
4. Nớc thải bệnh viện:
Số lợng vi sinh vật lớn và đa dạng, nhiều vi sinh vật gây bệnh đặc biệt là các bệnh
truyền nhiễm, các hoá chất độc hại, nguy hiểm và có thể có phóng xạ.
5. Nớc từ các hoạt động thơng mại nh chợ chứa nhiều chất hữu cơ v à rác.
6. Nớc ma nhiễm bẩn:
Độ ô nhiễm của nớc ma phụ thuộc vào độ ô nhiễm của môi trờng không khí, bề mặt
khu vực có nớc chảy tràn.
II. Nguồn gốc gây ô nhiễm.
1. Nớc thải sinh hoạt.
Nớc thải sinh hoạt ở các đô thị đông dân là nơi có nguồn nớc thải lớn nhất. Nớc thải

từ các hộ gia đình với các bể tự hoại và nhà cầu cha đạt tiêu chuẩn vệ sinh, nớc thải
chứa các thức ăn thực phẩm đã làm ô nhiễm nguồn nớc. Hiện nay, Hà nội là thành
phố có mật độ dân số cao. Do vậy, lợng nớc thải sinh hoạt thải ra nguồn tiếp nhận
hằng ngày là rất nhiều. Trong khi đó, hệ thống cống không đợc mở rộng và sửa
chữa thờng xuyên nên dẫn đến việc ô nhiễm trầm trọng nớc trong hệ thống cống n-
ớc thải.
2. Nớc thải công nghiệp.
Trong nớc thải công nghiệp nói chung thờng chứa các chất độc hại nh kim loại
nặng, các chất hữu cơ, vô cơ cao nh: ccác ion K
+
, Na
+
, Ca
2++
, NH
4
,


3
4
2
4
,, POClSO
Hàm lợng BOD, COD cao làm giảm lợng oxi hoà tan trong nớc
và dẫn đến làm ảnh hởng đến hệ sinh thái của thuỷ vực Các chất các hợp chất hữu
cơ trong nớc thải công nghiệp rất đa dạng: chất tẩy rửa tổng hợp, glixerin, dầu thực
vật từ các xí nghiệp sản xuất bột giặt, nớc thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm
nh nhà máy bia, rợubao gồm nhiều hợp chất hữu cơ có nguồn gốc động thực vật,
tuy có thể phân huỷ trong môi trờng tự nhiên nhng rất dễ thối rữa gây ô nhiễm màu

và mùi và đặc trng là trị sơ BOD rất cao.
3. Nớc thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp.
Nớc từ cánh đồng, vờn hoa quả mang theo một lợng lớn chất bảo vệ thực vật nh:
thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc. Ngoài ra còn một số dạng khác
nh: thuốc diệt loài gặm nhấm, thuốc trừ côn trùng.
2
Các loại phân bón hoá học hay phân động vật bón cho đồng ruộng theo nớc ma
chảy tràn đã gây ra ô nhiễm nguồn nớc, thí dụ nh làm giàu amoni và phospho trong
nớc thải gây nên tình trạng phì dỡng ( nồng độ nitơ và phospho cao làm phát triển
mạnh các loại tảo trong nớc) cho ao hồ. Đặc biệt là thuốc trừ sâu, diệt cỏ chứa chất
hữu cơ và kim loại có độc tính cao đối với ngời và động vật. Trong nớc thải từ hoạt
động nông nghiệp còn có nớc thải từ các chuồng trại chăn nuôi chứa nhiều phân
động vật gây ra ô nhiẽm hữu cơ, ô nhiễm màu và mùi cho nguồn nớc nhận. ậ Việt
Nam, sự ô nhiễm này là rất trầm trọng do lợng phân bón, thuốc trừ sâu đợc sử dụng
với lợng lớn để đạt năng suất cây trồng cao.
4. Sự ô nhiễm nớc từ các bãi rác và các chất thải rắn.
Khi ma, nớc ma cuốn trôi các chất thải rắn nhất là ở các bãi rác vào nguồn nớc mặt
đồng thời các chất bẩn cũng bị ngấm xuống nớc ngầm gây ô nhiễm ảnh hởng đến
chất lợng nớc mặt và nớc ngầm. Hiện nay ở Việt nam do các bãi rác tra đợc thiết kế
đúng tiêu chuẩn nên nớc rác từ các nơi đổ rác không đợc thu gom và xử lý, dẫn đến
việc nớc rác làm ô nhiễm nguồn nớc và đất. Nớc rác chứa rất nhiều các chất ô
nhiễm hữu cơ và vô cơ có độc tính cao cho ngời và các hệ sinh thái trong nguồn nớc
nhận. Tính trung bình một ngày 1 ngời thải 0,5 Kg chất thải rắn từ đó lợng rác cha
đợc đa đến bãi rác tồn đọng trên đờng phố cũng góp phần đáng kể cho sự ô nhiễm
môi trờng. Các rác thải độc hại trong nhà máy hay bệnh viện không đợc phân loại
và xử lý là những nguồn ô nhiễm rất nguy hiểm.
5. Nớc thải từ bệnh viện.
Nớc thải từ bệnh viện là nớc thải chứa rất nhiều hoá chất, bệnh phẩm và vi trùng
nếu không đợc qua xử lý mà thải ra cống rãnh chung sẽ là nguồn ô nhiễm rất nguy
hiểm độc hại không chỉ cho nguồn nớc nhận mà còn cho ngời và động thực vật. Tại

Việt nam, do nhiều nguyên nhân trong đó có nguyên nhân về kinh phí hạn hẹp nên
ít bệnh viện lắp đặt hệ thống xử lý nớc thải, cá biệt có trạm xử lý nhng lại bị hạn
chế về kinh phí để duy trì hoạt động vad sửa chữa. Do đó, nớc thải bệnh hiện nay
đang là nguồn ô nhiễm rất đáng kể.
III. Các phơng pháp xử lý nớc thải.
1. Phơng pháp hoá lý.
1.1. Phơng pháp keo tụ.
Keo tụ là phơng pháp xử lý nớc có sử dụng hoá chất, trong đó các hạt keo lơ
lửng trong nớc nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành bông keo
có kích thớc lớn hơn và ngời ta có thể tách chúng ra khỏi nớc dễ dàng bằng phơng pháp
lắng hay tuyển nổi.
Thông thờng thì các biện pháp xử lý cơ học nh lắng lọc, tuyển nổi chie có thể
loại bỏ đợc các hạt có kích thớc lớn hơn 10
-4
mm, với các hạt có kích thớc nhỏ hơn 10
-4
mm, nếu dùng quá trình lắng tĩch thì phải tốn rất nhiều thời gian và cũng rất khó có
hiệu quả cao. Nhng phơng pháp xử lý hoá học keo tụ lại khắc phục đợc những đặc
điểm trên và mang lại hiệu quả cao. Bằng cách sử dụng quá trình keo tụ ngời ta có thể
tách đợc, hoặc làm giảm đi các thành phần có trong nớc nh các kim loại nặng, các chất
bẩn lơ lửng, các aniôn PO4
-
3
và có thể cải thiện đợc màu và độ đục của nớc.
1.2. Tuyển nổi
Trong xử lý nớc thải, về nguyên tắc tuyển nổi thờng đợc sử dụng để khử các
chất lơ lửng. Quá trình tuyển nổi đợc thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ(thờng 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
3

hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lợng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban
đầu.
Phơng pháp tuyển nổi thờng đợc sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn
hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong một số trờng hợp,
quá trình này cũng đợc dùng để tách các chất hoà tan nh các chất hoạt động bề mặt.
Ưu điểm của phơng pháp này so với phơng pháp lắng là có thể khử đợc hoàn
toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ và lắng chậm, trong thời gian ngắn.
1.3. Hấp thụ.
Quá trình hấp thụ đợc thực hiện khi cho nớc thải chảy qua lớp vật liệu hấp thụ.
Khi này các chất có trong nớc thải sẽ bị dữ lại trên bề mặt của vật liệu hấp thụ. Kết quả
là nớc thỉa đợc làm sạch. Các chất hấp thụ thờng đợc dùng làm than hoạt tính, Các chất
tổng hợp hoặc một số chất thải của sản xuất nh: xỉ tro, xỉ, mặt sắt và chất hấp thụ bằng
khoáng chất nh: đất sét, silicagen, keo nhôm.
Phơng pháp này đợc sử dụng rộng rãi để làm sạch triệt để nớc thải khỏi
Các chất hữu cơ hoà tan trong nớc thải sau khi xử lý sinh học cũng nh xử lý cục bộ khi
trong nớc thải có chứa một hàm lợng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân
huỷ bằng con đờng sinh học và thờng có độc tố cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ
tốt và chi phí riêng lợng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phơng pháp này là
hợp lý hơn cả. Tuy nhiên việc ứng dụng vào thực tế còn bị hạn chế do chi phí của ph-
ơng pháp này còn quá cao.
2. Phơng pháp hoá học.
Các phơng pháp xử lý nớc thải gồm có: Trung hoà, oxy hoá và khử. Tất cả các
phơng pháp này đều dùng tác nhân hoá học nên là phơng pháp gây ô nhiễm thứ cấp.
Ngời ta sử dụng phơng pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong các hệ thống cấp
nớc khép kín. đôi khi phơng pháp này dùng để xử lý sơ bộ trớc khi xử lý sinh học hay
sau công đoạn này là phơng pháp xử lý nớc thải lần cuối để thải vào nguồn nớc.
2.1.1. Phơng pháp trung hoà.
Nớc thải chứa axit vô cơ hoặc kiềm cần đợc trung hoà để đa PH về khoảng 6,5
8,5 trớc khi thải vào nguồn nớc hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.
2.1.2. Trung hoà bằng trộn lẫn nớc thải.

Phơng pháp này đợc sử dụng khi nớc thải của xí nghiệp là axit còn xí nghiệp
gần đó có nớc thải là kiềm. Cả hai loại nớc thải này đều không chứa các cấu gây ô
nhiễm khác.
2.1.3. Trung hoà bằng bằng bổ sung các tác nhân hoá học.
Để trung hoà axit, có thể sử dụng các tác nhân hoá học nh NaOH, KOH,
Na2CO2, nớc amôniac NH4OH, CaCO3, đôlô mít (CaCO3, MgCO3) và xi măng. Song
tác nhân rẻ nhất là vôi 5 đến 10% CaCO3, tiếp đó là sôđa và NaOH ở dạng phế thải.
2.1.4. Trung hoà nớc thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hoà.
Trong trờng hợp này ngời ta sử dụng các vật liệu nh manhêtit (MgCO3), đôlô
mit, đá vôi, đá phấn, và các chất thải rắn nh xỉ và xỉ tro làm lớp vật liệu lọc. Các vật
trên sử dụng ở dạng cục với kích thớc 30 80 mm. Quá trình đợc thực hiện trong các
thiết bị lọc và nớc thải đem xử lý có nồng độ axit không vợt quá 1,5 mg/l và không
chứa muối kim loại nặng.
2.1.5. Trung hoà bằng các khí axit.
Để trung hoà nớc thải kiềm, trong những năm gần đây ngời ta sử dụng khí thải chứa
CO2, SO2, NO2, N2O3 Việc sử dụng khí axit không những cho phép trung hoà nớc thải
mà đồng thời tăng hiệu suất làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại.
4
Việc sử dụng
2
CO
để trung hoà nớc thải kiêm có u điểm so với việc dùng
42
SOH
hay HCl và cho phép việc giảm đáng kể chi phí cho quá trình trung hoà.
2.2. Phơng pháp oxi hoá khử.
Dùng các chất oxi hóa nh clo ở dạng khí và lỏng, dioxit clo, clorat caxi,
hypoclorit canxi và natri, pemângnnat kali, bicromat kali,
22
OH

, oxi của không
khí, ozon,
2
MnO
.
Trong quá trình oxi hoá, các chất độc hại trong nớc thải đợc chuyển thành các
chất ít độc hơn và tách ra khỏi nớc. Quá trình này tiêu tốn một lợng lớn các tác
nhân hoá học, do đó quá trình oxi hoá chỉ đợc dùng trong những trờng hợp các
tạp chất gây nhiễm bẩn trong nớc thải không thể tách bằng phơng pháp khác
( nh khử xianua, các hợp chất hoà tan của asen).
3. Phơng xử lý nớc thải bằng biện pháp sinh học.
Về nguyên tắc thì phơng pháp xử lý sinh học đợc dựa trên cơ sở sử dụng các quá
trình sống của vi sinh vật để phân huỷ các chất ô nhiễm trong nớc thải.
Quá trình sống của vi sinh vật trong tự nhiên chính là quá trình trao đổi chất để duy
trì sự sống. Trong sự trao đổi chất này vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ, một số
khoáng chất trong nớc hoặc trong một số trờng hợp cùng với oxi làm nguồn dinh d-
ỡng để chuyển hoá thành năng lợng. Kết quả của các phản ứng sinh hoá này là khí
thải
2
CO
, nớc và tạo ra những vi sinh vật mới, do đó làm tăng sinh khối của quần
thể vi sinh vật. Quá trình này về thực chất là quá trình khử. Đồng thời do lợng chất
hữu cơ bị tiêu thụ cho quá trình trao đổi chất nên nồng độ chất hữu cơ sẽ giảm đi và
kết quả là nớc thải sẽ đợc làm sạch bởi các vi sinh vật.
3.1. Điều kiện của nớc thải có thể xử lý sinh học.
Để cho quá trình chuyển hoá vi sinh vật xảy ra đợc thì vi sinh vật phải tồn tại đ-
ợc trong môi trờng xử lý. Muốn vậy thì đợc xử lý sinh học phải thoả mãn các
điều kiện sau:
+ Nớc thải không có chất độc với vi sinh vật nh các kim loại nặng, dẫn xuất
phenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc trừ sâu và diệt cỏ hoặc nớc thải

không có hàm lợng axit hay kiềm quá cao, không đợc chứa dầu mỡ.
+ Trong nớc thải, hàm lợng các chất hữu cơ dễ phân huỷ so với các chất hữu cơ
chung phải đủ lớn, điều này thể hiện qua tỷ lệ giá trị hàm lợng BOD/COD

0,5.
3.2. Nguyên lý của quá trình oxi hoá sinh học.
Cơ chế của quá trình:
Quá trình oxi hoá sinh hoá các chất hữu cơ trong môi trờng nớc thải chính là
quá trình phân huỷ các chất hữu cơ của các vi sinh vật.
Quá trình này gồm 3 giai đoạn, diễn ra với tốc độ khác nhau nhng có quan hệ
chặt chẽ với nhau:
+ Giai đoạn khuyếch tán chất hữu cơ từ nớc thải tới bề mặt các tế bào vi sinh
vật. Tốc độ của giai đoạn này do quy luật khuyếch tán và trạng thái thuỷ động
của môi trờng quyết định.
+ Giai đoạn chuyển các chất hữu cơ đó qua màng bán thấm của tế bào do sự
chênh lệch bên trong và bên ngoài của tế bào.
+ Giai đoạn chuyển hoá sinh hoá các chất trong tế bào vi sinh vật để tạo ra
năng lợng, tổng hợp tế bào mới và có thể tạo ra các chất mới.
3.3. Tác nhân sinh học trong quá trình xử lý.
5
Vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học là vi sinh vật. Hệ vi sinh vật trong
nớc nói chung và trong nớc thải nói riêng rất đa dạng và phong phú, phụ thuộc
vào bản chất của nớc và nớc thải cũng nh các điều kiện về môi trờng. Thờng
tron nớc thải có chứa nhiều loài: vi khuẩn, nguyên sinh động vật, prôtza
Vi sinh vật tham gia vào quá trình xử lý nớc thải đợc xử dụng chủ yếu dới hai
dạng:
+ Bùn Hoạt tính: Là huyền phù vi sinh vật trong nớc thải dới dạng bông màu
nâu vàng có kích thớc 3-5 micromet. Bông này khi tụ hợp lại vơi nhau thì dễ
lắng. Bùn hoạt tính có cấu tạo gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, các nguyên sinh
động vật protoza phát triển thành sinh khối nhày và chắc.

Hoạt tính của vi sinh vật là kết quả của sự vận chuyển oxi vào bông sinh học.
Trong điều kiện khuấy trộn và làm thoáng ở bể với bùn hoạt tính thông thờng
bông sinh học có một lớp phủ trên bề mặt đợc gọi bề mặt hiếu khí. Tính chất
lắng và nén của bùn hoạt tính là hai chỉ tiêu chính để đánh giá sự thành công
của phơng pháp xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính. Việc tạo bông liên quan chặt
chẽ tới tốc độ phát triển của vi sinh vật và phụ thuộc vào bản chất của chất ô
nhiễm, nồng độ oxi hoà tan và mức độ chảy rối.
+ Màng sinh học ( Màng sinh vật)
Màng sinh học là một hệ thống vi sinh vật phát triển trên bề mặt các vật liẹu
xốp, tạo thành màng dày 1-3 mm. Màng sinh học cũng bao gồm các vi khuẩn,
nấm, nguyên sinh động vật
Quá trình xảy ra ở màng sinh học thờng đợc xem nh quá trình hiếu khí nhng
thực chất là hệ thống vi sinh vật hiếu và yếm khí. Khi dòng nớc thải chảy trên
lớp màng sinh vật, các chất hữu cơ và oxi hoà tan khuyếch tán qua màng và ở đó
diễn ra các quá trình trao đổi chất. Sản phẩm của quá trình trao đổi chất thải ra
ngoài qua màng. Trong suốt quá trình, oxi hoà tan luôn đợc bổ sung từ không
khí. Theo thời gian, màng sinh học đầy dần lên, sau một thời gian màng bung ra
và đợc thay thế bằng một lớp màng khác.
3.4. Các phơng pháp sinh học xử lý nớc thải.
+ Phơng pháp hiéu khí:
Sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí, để đảm bảo hoạt động sống của
chúng cần cung cấp oxi liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20
0
C-40
0
c.
Phơng trình sinh hoá tổng quát các phản ứng oxi hoá sinh hoá ở điều kiện
hiếu khí:
ENHOHyxCOO
z

y
xNOHC
zyx
++






+=






++++
3222
2
3
4
3
33
(1)

ECONOHCONHNOHC
zy
ẽC
++=++

227523
(2)
+ Phơng pháp yếm khí:
Là phơng pháp xử dụng các nhóm vi sinh vật hô hấp yếm khí, thực hiện
quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện không có oxi. Sản phẩm cuối
cùng của quá trình oxi hoá sinh hoá này là tạo ra các chất hữu cơ đơn giản có
mạch cacbon ngắn hơn nh
234
,, COCOOHCHCH

Việc xử lý nớc thải bằng phơng pháp sinh học có hiệu quả xử lý cao nhng thời
gian xửlý kéo dài. Tuy nhiên một đặc trng quan trọng đối với xử lý sinh học là
quá trình này không gây ô nhiễm thứ cấp, tức là không tạo ra các sản phẩm có
thể tiếp tục gây ô nhiễm nớc. Ngoài ra, xử lý sinh học còn có một số u điểm
quan trọng sau đây:
6
Xử lý triệt để.
ít sử dụng hoá chất, không gây độc hại.
Hiệu quả về kinh tế. Có thể tận dụng sản phẩm của quá trình xử lý ( bùn
sinh học, khí sinh học) để làm phân bón, khí đốt
3.5. Các kỹ thuật sinh học xử lý nớc thải
3.5.1.Trong điều kiện tự nhiên
+ Cánh đồng lọc
Là phơng pháp xử dụng các lớp đất đá và phần nào kết hợp với vi sinh vật
trong lòng đất để xử lý các chất hữu cơ trong nớc thải khi chúng đợc phun dới dạng tới
trên một khoảng đất nào đó.
Xử lý nớc thải bằng phơng pháp này đơn giản, hiệu quả xử lý cao 90% các
chất hữu cơ có thể đợc giữ lại, không còn vi sinh vật gây bệnh, trứng ký sinh trùng nhờ
ánh sáng mặt trời.
Phơng pháp này đòi hỏi phải có diện tích đất lớn và phụ thuộc rất nhiều

vào điều kiện tự nhiên, đồng thời hệ thông mơng dẫn hở.
+ Hồ sinh học:
Trong hồ sinh học diễn ra các quá trình sinh hoá liên tiếp. Trớc tiên, các
chất hữu cơ bị vi sinh vật phân huỷ. Các sản phẩm tạo thành từ sự phân huỷ sẽ đợc rong
tảo trong hồ sử dụng để làm nguồn dinh dỡng. Hoạt động sống của rong, tảo và các
thực vật trong hồ lại là nguồn tạo ra oxi tự do hoà tan trong nớc để vi sinh vật xử dụng
để phát triển sinh khối.
Có nhiều loại xử lý bằng phơng pháp hồ sinh học nh sau:
Hồ yếm khí: Là phơng pháp xử dụng các vi sinh vật yếm khí phân huỷ
các chất bẩn hoà tan và lắng trong lớp bun trầm tích của hồ.Phơng pháp
này cho hiệu quả không cao. Chất lợng nớc sau xử lý BOD vẫn ở mức
nồng độ 100-300 mg/l.
Hồ hiếu khí tuỳ tiện: Là loại hồ phổ biến trong thực tế xử lý nớc thải.
Trong hồ diễn ra hai quá trình song songlà oxi hoá các chất bẩn hoà tan
và lên men mêtan cặn lắng ở đáy hồ.
Hồ hiếu khí: oxy đợc cấp vào hồ nhờ khuyếch tán qua mặt thoáng chủ
yếu nhờ khả năng quang hợp của rong tảo.
` Hồ sinh học có khả năng xử lý lợng nớc thải lớn và có tải lợng ô nhiễm cao, chi
phí vận hành thấp và sử dụng đợc nguồn vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên. Tuy nhiên
phơng pháp này đòi hỏi phải có diện tích mặt bằng lớn, thời gian lu nớc kéo dài, có thể
gây ô nhiễm đến môi trờng xung quanh. Do vậy, phơng pháp này thờng kết hợp chức
năng làm sạch nớc thải với các mục đích khác nhau nh nuôi trồng thuỷ sản, tới tiêu cho
nông nghiệp.
3.5.2. Trong điều kiện nhân tạo
+ Bể Aeroten: sử dụng làm sạch nớc thải khi sử dụng bùn hoạt tính.
Nguyên lý:
Bể Aeroten là một bể phản ứng sinh học trong đó khí đợc cung cấp liên
tục bằng hệ thống sục khí. Trong quá trình xử lý, các vi sinh vật sinh tr-
ởng, phát triển và tồn tại ở trạng thái huyền phù. Việc sục khí ở đây phải
đảm bảo hai yêu cầu quá trình:

- Đảm bảo độ oxi hoà tan cao giúp cho vi sinh vật thực hiện quá trình
oxi hoá các chất hữu cơ.
7
- Duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong nớc cần xử lý, tạo ra
hỗn hợp lỏng huyền phù, giúp vi sinh vật tiếp xúc liên tục với các
chất hữu cơ hoà tan trong nớc, thực hiện quá trình hiếu khí làm sạch
nớc. ở đây khí đợc cấp liên tục tạo khả năng khuấy trộn đều hơn.
Quá trình làm sạch nớc dựa trên hoạt động của các vi sinh vật có
trong bùn hoạt tính.
Nớc thải trớc khi xử lý phải đợc lắng sơ bộ để tách các chất bẩn và phải
xử lý sơ bộ để loại các chát độc hại đối với vi sinh vật. Nớc ra khỏi bể aeroten đợc qua
bể lắng đợt hai để tách bùn.
Ưu điểm:
- Kết cấu thiết bị đơn giản và vận hành, an toàn, chi phí xây dựng
tháp.
- Hiệu quả xử lý cao.
Hiệu quả xử lý phụ thuộc rất nhiều vào các yuế tố nh:
- Bản chất của các chát hữu cơ có trong nớc thải
- Cờng độ hô hấp của vi sinh vật
- Cờng độ cấp khí
- Các điều kiện vật lý để thực hiện quá trình nh: nhiệt độ, tính chất vật
lý của thiết bị và tải trọng thuỷ lực
+ Hệ thông lọc sinh học:
Nguyên lý:
Lọc sinh học là một quá trình lọc nớc thải qua một hệ thống vật liệu lọc
mà trên đó xảy ra các phản ứng oxi hoá sinh học các chất hữu cơ. Quá
trình lọc đợc thực hiện trong bể chứa vật liệu lọc: một hệ thông vi sinh
vật sinh trởng và đợc cố định, tạo thành lớp màng bám trên bề mặt vật
liệu lọc. Nớc thải chảy trên bề mặt đó và tiếp xúc với màng sinh học, các
chất hữu cơ và oxi hoà tan khuyếch tán qua màng và ở đó diễn ra quá

trình trao đối chất của vi sinh vật. Từ các quá trình trao đổi chất,
2
CO
đ-
ợc thải ra ngoìa màng.
Bể lọc có thể có dạng hình hộp hoặc hình trụ. Vật liệu lọc có thể ở dạng
xốp tự nhiên hay nhân tạo và có kích thớc hạt thay đổi 1,5-2 cm.
Phần III
8
Thiết Kế Công Nghệ và Hệ Thống Thiết Bị
I. Mô hình xử lý nớc thải sinh hoạt bằng phơng pháp bùn hoạt tính.
1- Song chắn rác.
2- Bể điều hoà lu lợng
3- Bể lắng sơ cấp
4- Bể hoà trộn
5- Bể lắng thứ cấp
6- Bể phản ứng
7- Bể nén bùn
8- Bể tái sinh bùn
9- Bể Aeroten
10-Bể khí nén


II. Thuyết minh mô hình.
1. Song chắn rác.
Nớc thải sinh hoạt trớc khi đi vào hệ thống xử lý phải qua song chắn rác. Tại đây,
song chắn rác có tác dụng ngăn chặn lại các rác nh: Túi bóng, ni lông, lá cây, cành
củi, để thuận tiện cho quá trình xử lý tiếp theo. Song chắn rác có thể làm bằng
nhựa hoặc thép chống rỉ có dạng lới.
2. Bể điều hoà lu lợng.

Bể điều hoà lu lợng có tác dụng chứa nớc thải trớc khi đi vào hệ thống xử lý.
Nhờ thế, nớc thải sinh hoạt đợc ổn định về cả lu lợng và thành phần.
3. Bể lắng sơ cấp.
9
1
2
9
3
10
4
5
8
6
7