Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m3ngày đêm huyện lai vung tỉnh đồng tháp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.8 MB, 94 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án này “Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu dân cƣ, công
suất 8000 m3/ngày.đêm - huyện Lai Vung tỉnh Đồng Tháp”.
Với các chỉ tiêu ô nhiễm BOD (408 mg/l), COD (500 mg/l), TSS (220 mg/l),
tổng N ( 80 mg/l), tổng P ( 30 mg/l),tổng Coliform (106 MPN/100ml) phát sinh do
hoạt động sinh hoạt của ngƣời dân trong khu dân cƣ, yêu cầu nƣớc thải sau xử lý
phải đạt QCVN 14:2008/BTNMT ( cột B) trƣớc khi thải ra nguồn tiếp nhận. Công
nghệ đƣợc đề xuất thiết kế trong đồ án này là công trình sinh học hiếu khí Aerotank.
Nƣớc thải đƣợc tiền xử lý qua song chắn rác trƣớc khi đi vào hầm tiếp nhận.Tiếp
theo nƣớc thải đi sang bể điều hòa nƣớc đƣợc cung cấp khí nhờ hệ thống ống đục lỗ
để điều hòa nồng độ và lƣu lƣợng nƣớc đồng thời ngăn không cho quá trình lắng
xảy ra cũng nhƣ sinh mùi. Tiếp theo nƣớc thải đi sang bể thiếu khí Anoxic nhờ hai
bơm chìm hoạt động luân phiên nhau. Tại bể Anoxic có hai máy khuấy trộn chìm
khuấy trộn liên tục nhằm tạo ra những vùng thiếu khí để khử nitrat có trong nƣớc
thải. Nƣớc sau khi qua bể Anoxic sẽ tự chảy vào bể Aerotank và bể lắng đứng
II.Trong bể, tách rời lớp bong bùn và loại bỏ chất hữu cơ cùng chất rắn lơ lửng.
Nƣớc đƣợc bơm tuần hoàn về bể Anoxic để khử hết Nitơ, Photpho còn lại trong
nƣớc đầu ra. Phần nƣớc lọc qua màng đƣợc bơm vào bể tiếp xúc clorine để khử các
vi sinh vật còn sót lại. Nƣớc sau xử lý đạt tiêu chuẩn sẽ đƣợc thải ra kênh.
Ƣớc tính các chỉ tiêu ô nhiễm sau xử lý đạt đƣợc BOD (24 mg/l), TSS (50 mg/l),
tổng N ( 32 mg/l), tổng P ( 12 mg/l), tổng Coliform (2000 MPN/100ml) và đảm bảo
nƣớc thải đầu ra đạt yêu cầu xử lý.
1
SVTH: Trần Văn Mến
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy Cô, cán bộ
Khoa môi trường, Trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Tp.HCM đã tận tình
giảng dạy và hướng dẫn em trong suốt thời gian qua. Những kiến thức mà em tiếp
thu được từ các Thầy Cô sẽ làm hành trang giúp em vững bước vào đời với chuyên
ngành mình đã chọn.
Đặc biệt, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy TS. Nguyễn
Xuân Trường. Trong quá trình thực hiện Khoá luận tốt nghiệp này, Thầy đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo, cung cấp cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu và
thầy tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, ngày ….. tháng ….. năm 2017
Sinh viên thực hiện
Trần Văn Mến
2
SVTH: Trần Văn Mến
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
MỤC LỤC
TÓM TẮT ĐỒ ÁN...................................................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN ..........................................................................................................................................2
MỞ ĐẦU..................................................................................................................................................8
I. ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................................................................8
II. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ............................................................................................................................9
III. PHẠM VI VÀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI ..................................................................................................9
IV. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN .........................................................................................................9
V. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN .........................................................................................9
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƢỚC THẢI SINH HOẠT ...............................................10
1.1.
Nguồn gốc nƣớc thải sinh hoạt ...............................................................................................10
1.2.
Thành phần, tính chất .............................................................................................................13
1.2.1. Tính chất vật lý: ............................................................................................ 14
1.2.2. Tính chất hóa học.......................................................................................... 16
1.2.3. Đặc tính sinh học của nƣớc thải .................................................................... 17
1.3.
Ảnh hƣởng của nƣớc thải sinh hoạt đến môi trƣờng ..............................................................17
CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI ................................19
2.1. Xử lý cơ học ................................................................................................................................19
2.1.1. Song chắn rác ................................................................................................ 19
2.1.2. Thiết bị nghiền rác ........................................................................................ 20
2.1.3. Bể điều hòa ................................................................................................... 20
2.1.4. Bể lắng cát .................................................................................................... 21
2.1.5. Bể lắng .......................................................................................................... 22
2.1.6. Lọc ................................................................................................................ 22
2.2.
Xử lý bằng phƣơng pháp hóa học và lý học ...........................................................................24
2.2.1.
Phƣơng pháp hóa lý ................................................................................... 24
2.2.2.
Phƣơng pháp hóa học ................................................................................ 26
2.3.
Xử lý bằng phƣơng pháp sinh học .........................................................................................29
2.3.1.
Công trình xử lý nƣớc thải trong điều kiện tự nhiên ................................. 29
2.3.2.
Công trình xử lý nƣớc thải trong điều kiện nhân tạo ................................ 32
CHƢƠNG III: ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÍ ...............................38
3.1.
Cơ sở lựa chọn phƣơng án: ....................................................................................................38
3
SVTH: Trần Văn Mến
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
3.1.1.
Đề xuất hai phƣơng án .............................................................................. 40
3.1.2.
So sánh, lựa chọn công nghệ: .................................................................... 45
3.2 Tính toán một số công trình xử lí .................................................................................................46
3.2.1. Song chắn rác ................................................................................................ 46
3.2.2. Hầm tiếp nhận ............................................................................................... 47
3.2.3. Bể điều hòa ................................................................................................... 50
3.2.4. Bể lắng đứng I............................................................................................... 53
3.2.5. Bể Anoxic ..................................................................................................... 57
3.2.6. Bể lắng đứng II ............................................................................................. 72
3.2.7. Tính toán bể khử trùng ................................................................................. 77
3.2.8. Bể chứa bùn .................................................................................................. 78
CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN CHI PHÍ CÔNG TRÌNH .........................................................................79
4.1. Tính toán chi phí .........................................................................................................................79
4.1.1. Các chi phí giai đoạn thi công – xây dựng ................................................... 79
4.1.2. Các chi phí giai đoạn vận hành trung bình 1 tháng ...................................... 84
KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ .....................................................................................................................85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................................87
4
SVTH: Trần Văn Mến
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1. Lƣợng chất bẩn của một ngƣời trong một ngày xả vào hệ thống thoát
nƣớc (theo quy định của TCXD 51:2006) ......................................................................... 12
Bảng 1.2. Giá trị các thông số ô nhiễm theo QCVN 14:2008/BTNMT ............................ 12
Bảng 1.3. Thống kê khối lƣợng chất ô nhiễm hàng ngày.................................................. 13
Bảng 1.4. Kích thƣớc các loại đất cát trong nƣớc ............................................................. 15
Bảng 2.1. Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nƣớc thải .................................... 24
Bảng 3.1. Số liệu thành phần, tính chất nguồn nƣớc và giá trị theo QCVN 14: 2008/
BTNMT ............................................................................................................................. 39
Bảng 3.2. So sánh 2 sơ đồ công nghệ: ............................................................................... 45
Bảng 3.3. Kết quả tính toán song chắn rác ........................................................................ 47
Bảng 3.4. Các thông số thiết kế của hầm tiếp nhận........................................................... 48
Bảng 3.5. Các thông số điều hòa/ giờ ................................................................................ 50
Bảng 3.6. Tổng hợp tính toán bể điều hòa......................................................................... 53
Bảng 3.7. Giá trị đầu vào và đầu ra của các thông số sau khi qua bể điều hòa ................. 53
Bảng 3.8. Tổng hợp thông số bể lắng đứng....................................................................... 55
Bảng 3.9. Giá trị đầu vào và đầu ra của các thông số sau khi qua lắng đứng I ................. 55
Bảng 3.10. Tổng hợp thông số bể Anoxic ......................................................................... 63
Bảng 3.11. Giá trị đầu vào và đầu ra của các thông số sau khi qua bể Anoxic ................. 64
Bảng 3.12. Tổng hợp thông số bể Aerotank ...................................................................... 72
Bảng 3.13. Giá trị đầu vào và đầu ra của các thông số sau khi qua bể Aerotank ............. 72
Bảng 3.14. Tổng hợp thông số bể lắng đứng II ................................................................. 76
Bảng 3.15. Thông số đầu ra của bể Aerotank và bể lắng đứng đợt II ............................... 76
Bảng 3.16. Các thông số thiết kế của bể khử trùng ........................................................... 77
5
SVTH: Trần Văn Mến
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ phân loại song chắn rác ........................................................................... 20
Hình 2.2. Sơ đồ phân loại bể điều hòa............................................................................... 21
Hình 2.3. Tạo bông cặn ..................................................................................................... 24
Hình 2.4. Mô hình hoạt động UASB ................................................................................. 33
6
SVTH: Trần Văn Mến
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
Tốc độ sinh trƣởng riêng tối đa.
BOD
Nhu cầu oxy sinh hóa.
COD
Nhu cầu oxy hóa học.
F/M
Tỷ lệ cơ chất/vi sinh vật.
Ks
Hằng số bán vận tốc.
KCN
Khu công nghiệp
MBR
Membrane Bioreactor, bể lọc sinh học màng.
MLSS
Cặn lơ lửng của hỗn hợp bùn.
MLVSS
Các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi của hỗn hợp bùn.
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam.
TCXDVN
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam.
TSS
Tổng chất rắn lơ lửng.
7
SVTH: Trần Văn Mến
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Môi trƣờng và con ngƣời có mối quan hệ tác động qua lại với nhau. Môi
trƣờng ảnh hƣởng và chi phối một cách trực tiếp đến đời sống con ngƣời và ngƣợc
lại.
Song, nguồn gốc mọi sự biến đổi về mơi trƣờng sống đang xảy ra hiện nay
trên thế giới cũng nhƣ ở nƣớc ta là các hoạt động kinh tế, phát triển của xã hội loài
ngƣời. Các hoạt động này, một mặt làm cải thiện chất lƣợng cuộc sống của con
ngƣời, mặt khác lại tạo ra hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên
nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái môi trƣờng khắp mọi nơi trên thế giới. Vì vậy môi
trƣờng và các vấn đề về môi trƣờng là đề tài đƣợc hầu hết các nƣớc trên thế giới
quan tâm.
Trong những năm gần đây, ô nhiễm môi trƣờng nói chung và ô nhiễm nƣớc
nói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng và
bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là những vấn đề cấp bách
trong quá trình phát triển kinh tế- xã hội trong giai đoạn khoa học kỹ thuật đang
phát triển nhƣ vũ bão. Để phát triển bền vững, chúng ta cần có những giải pháp,
trong đó có giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm do hoạt động
sống và sản xuất thải ra môi trƣờng. Một trong những biện pháp tích cực trong công
tác bảo vệ môi trƣờng và chống ô nhiễm nguồn nƣớc là tổ chức thoát nƣớc và xử lý
nƣớc thải trƣớc khi xả vào nguồn tiếp nhận.
Tốc độ đô thị hóa tại các khu dân cƣ, thành phố nƣớc ta diễn ra nhanh chóng
, kéo theo là sự gia tang dân số cũng khá nhanh chóng. Nƣớc thải, rác thải sinh ra từ
quá trình sản xuất, sinh hoạt của ngƣời dân chƣa đƣợc thu gom, xử lý, hoặc có
nhƣng ở quy mô nhỏ, điều này làm cho môi trƣờng ngày càng ô nhiễm nghiêm
trọng, đặc biệt là môi trƣờng nƣớc.
Vấn đề đặt ra là phải thiết kế xây dựng các hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt
nhằm cải thiện tình trạng ô nhiễm của nƣớc thải khi xả ra các nguồn tiếp nhận là
sông ngòi, kênh rạch. Để tìm hiểu rõ hơn vấn đề này em quyết định chọn đề tài
“Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000
m3/ngày.đêm - huyện Lai Vung tỉnh Đồng Tháp”.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
8
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
II. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho khu dân cƣ, từ huyện Lai
Vung tỉnh Đồng Tháp sau khi qua hệ thống xử lý đạt quy chuẩn QCVN
14:2008/BTNMT, cột B.
III. PHẠM VI VÀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Thu thập những số liệu cần thiết phục vụ cho đề tài.
Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý đạt hiệu quả.
Tính toán các công trình đơn vị.
Khái toán kinh tế cho phƣơng án đƣợc lựa chọn.
Các bản vẽ
Sơ đồ công nghệ
Mặt bằng tổng thể
Bản vẽ chi tiết các công trình đơn vị
IV. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN
Phƣơng pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về dân số.
Phƣơng pháp so sánh: So sánh ƣu khuyết điểm của các công nghệ xử lý.
Phƣơng pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp đã tham
khảo ý kiến của giáo viên hƣớng dẫn về các vấn đề liên quan.
Phƣơng pháp tính toán: Sử dụng các công thức tính toán để tính toán các công
trình đơn vị của hệ thống xử lý nƣớc thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống.
Phƣơng pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công trình
xử lý nƣớc thải.
V. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Đề tài góp phần tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt.
Khi dự án đi vào hoạt động sẽ là nơi giúp các bạn sinh viên tham quan học
tập.
Giúp các nhà quản lý làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn.
Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nƣớc.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
9
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƢỚC
THẢI SINH HOẠT
1.1.
Nguồn gốc nƣớc thải sinh hoạt
Nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc đƣợc thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của cộng đồng: tắm rửa, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh nhà cửa, vệ sinh cá
nhân, …
Chúng thƣờng đƣợc thải ra từ các căn hộ của các khu dân cƣ, khu vực đô thị,
trung tâm thƣơng mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở, công trình công
cộng, cơ sở dịch vụ...
Gồm 2 loại : Nƣớc đen và nƣớc xám
Nƣớc đen là nƣớc thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ
yếu là: chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng.
Nƣớc xám là nƣớc phát sinh từ quá trình rửa, tắm, giặt, với thành phần các
chất ô nhiễm không đáng kể.
Vấn đề quan trọng có tính chất quyết định đến lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của
một khu dân cƣ là số dân, tiêu chuẩn cấp nƣớc và đặc điểm của hệ thống thoát nƣớc.
Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của khu dân cƣ đƣợc xác định trên cơ sở nƣớc cấp.
Trong khi đó tiêu chuẩn cấp nƣớc sinh hoạt cho một khu dân cƣ phụ thuộc vào khả
năng cung cấp nƣớc của các nhà máy hay các trạm cấp nƣớc hiện có. Và nhu cầu sử
dụng nƣớc có sự khác biệt giữa thành thị và thôn quê: các trung tâm đô thị thƣờng
có tiêu chuẩn cấp nƣớc cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó
lƣợng nƣớc thải sinh hoạt tính trên đầu ngƣời cũng khác nhau. Ở các trung tâm đô
thị, nƣớc thải sinh hoạt thƣờng đƣợc thoát bằng hệ thống dẫn ra các sông rạch, còn
ở các vùng ngoại thành và nông thôn nƣớc thải thƣờng đƣợc tiêu thoát tự nhiên vào
các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm do không có hệ thống thoát nƣớc. Ở
nƣớc ta hiện nay, tiêu chuẩn cấp nƣớc dao động từ 120- 100 l/ngƣời.ngày. Thông
thƣờng tiêu chuẩn nƣớc thải sinh hoạt lấy bằng 80- 100% tiêu chuẩn cấp nƣớc.
Ngoài ra, lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của khu dân cƣ còn phụ thuộc vào điều
kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết, phong tục tập quán,
kinh tế- xã hội của khu vực đó.
Nƣớc thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thƣờng thoát bằng hệ thống thoát
nƣớc dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ
thống thoát nƣớc nên nƣớc thải thƣờng đƣợc tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc
thoát bằng biện pháp tiêu thấm.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
10
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
11
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
Bảng 1.1. Lượng chất bẩn của một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát
nước (theo quy định của TCXD 51:2006)
Các chất
Giá trị , g/ng.d
- Chất lơ lửng (SS )
60¸65
- BOD5 của nƣớc thải chƣa lắng
65
- BOD5 của nƣớc thải đã lắng
30¸35
- Nitơ amôn (N-NH4)
8
- Phốt phát (P2O5)
3,3
- Clorua (Cl-)
10
Giá trị nồng độ các chất ô nhiễm cho phép đƣợc đặt ra trong Quy chuẩn Việt Nam
QCVN 14:2008/BTNMT.
Bảng 1.2. Giá trị các thông số ô nhiễm theo QCVN 14:2008/BTNMT
Giá trị C
Thông số
STT
Đơn vị
A
B
1
pH
-
5–9
5–9
2
BOD5(200C)
mg/l
30
50
3
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
mg/l
50
100
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
12
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
4
Tổng chất rắn hòa tan
mg/l
500
1000
5
Sunfua (Tính theo H2S)
mg/l
1.0
4.0
6
Amoni (Tính theo N)
mg/l
5
10
7
Nitrat(NO-3)(tính theo N)
mg/l
30
50
8
Dầu mỡ động, thực vật
mg/l
10
20
9
Tổng các chất hoạt động bề mặt
mg/l
5
10
10
Phosphat (PO43-) (tính theo P)
mg/l
6
10
11
Tổng coliforms
MPN/100ml
3.000
5.000
Trong đó:
Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá
trị tối đa cho phép trong nƣớc thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nƣớc đƣợc
dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt (có chất lƣợng nƣớc tƣơng đƣơng cột A1
và A2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt).
Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị
tối đa cho phép trong nƣớc thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nƣớc không dùng
cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt (có chất lƣợng nƣớc tƣơng đƣơng cột B1 và B2
của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt hoặc vùng nƣớc biển ven
bờ).
1.2.
Thành phần, tính chất
Thành phần nƣớc thải sinh hoạt thay đổi theo thời gian, ngƣời ta quy ƣớc
một giá trị bình quân nhƣ sau:
Theo tính toán thống kê của nhiều quốc gia đang phát triển khối lƣợng chất ô
nhiễm hàng ngày do mỗi ngƣời đƣa vào môi trƣờng (nếu không xử lý) đƣợc đƣa ra
trong bảng:
Bảng 1.3. Thống kê khối lượng chất ô nhiễm hàng ngày
Thông số
Tải lượng
(g/ngày.người)
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
Thông số
Tải lƣợng
(g/ngày.ngƣời)
13
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
BOD5
45 - 54
Amoni
2,4 – 4,8
COD
72 - 102
Tổng coliform
106 – 109
Chất rắn lơ lửng
(SS)
70 - 145
Fecal coliform
105 – 106
10 - 30
Tổng
khuẩn
Tổng photpho
0,8 – 4
Trứng giun sán
Tổng nitơ
6 - 12
Dầu mỡ
khoáng
phi
số
vi
109
–
1010
MPN/100ml
103
(Nguồn: Giáo trình “Ô Nhiễm Môi Trường”)
Nhƣ vậy nƣớc thải sinh hoạt đô thị, các khu dân cƣ và các cơ sở dịch vụ.công
trình công cộng có khối lƣợng lớn, hàm lƣợng chất bẩn cao, nhiều vi sinh vật gây
bệnh là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính đối với nguồn nƣớc.
Các thành phần ô nhiễm chính đặc trƣng thƣờng thấy ở nƣớc sinh hoạt
là BOD, COD, Nitơ và Photpho. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nƣớc thải
đó là các loại mầm bệnh đƣợc lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân. Vi sinh
vật gây bệnh cho ngƣời bao gồm các nhóm chính là virut, vi khuẩn, nguyên sinh
bào và giun sán.
Thành phần của nƣớc thải sinh hoạt gồm hai loại:
Nƣớc thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con ngƣời từ các phòng vệ sinh
Nƣớc thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất
rửa trôi kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
1.2.1. Tính chất vật lý:
a. Màu: nƣớc thải sinh hoạt chứa DO thƣờng có màu xám, nƣớc thải có mùi hôi
thối thƣờng rất ít oxy hòa tan hoặc không có.
b. Nhiệt độ: Nhiệt độ của nƣớc thải thay đổi rất lớn, phụ thuộc vào mùa trong năm.
Sự thay đổi nhiệt độ của nƣớc thải phụ thuộc vào tốc độ lắng, mức độ oxy hòa tan
và hoạt động của vi sinh vật. Nhiệt độ của nƣớc thải là một yếu tố hết sức quan
trọng đối với một số bộ phận của nhà máy xử lí nƣớc thải nhƣ bể lắng và bể lọc.
c. Mùi: Nƣớc bình thƣờng không có màu, và vị nhƣng do một số chất thải lơ lửng
và các chất hữu cơ tồn tại trong dòng nƣớc tạo ra mùi hôi thối và có màu đen.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
14
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
d. Chất rắn: Bao gồm các chất lơ lửng các chất hòa tan trong nƣớc và nƣớc thải.
Chất rắn đƣợc chia thành các thành phần khác nhau, nồng độ của chúng cho biết
chất lƣợng của nƣớc thải và tham số quan trọng để kiểm tra quá trình xử lí. Thành
phần chất thải rắn bao gồm:
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): chất rắn bay hơi hoặc phần cố định
Tổng chất rắn hòa tan (TDS): chất rắn bay hơi hoặc phần cố định
Chất rắn ảnh hƣởng xấu đến nƣớc thải, các nguồn có hàm lƣợng chất rắn cao
thƣờng có vị và có thể tạo nên các phản ứng lý học không thuận lợi cho ngƣời sử
dụng. Cặn hữu cơ trong nƣớc thải có nguồn gốc từ thức ăn của ngƣời, động vật đã
tiêu hóa và một phần nhỏ dƣ thừa thải ra và xác động vật chết, cây lá thối rữa tạo
nên.
Cặn vô cơ là các chất trơ, không bị phân hủy, đôi khi có những chất hữu vô
cơ phức tạp (nhƣ sunfat) ở điều kiện nhất định có thể bị phân rã. Cặn vô cơ có
nguồn gốc khoáng chất nhƣ các muối khoáng, cát, sạn, bùn độ kiềm, độ cứng.
Bảng 1.4. Kích thước các loại đất cát trong nước
K ch c (mm
Tên
Sỏi
>2
Cát rất thô
1,0 – 1,999
Cát thô
0,500 – 0,999
Cát vừa
0,250– 0,499
Cát mịn
0,100 – 0,249
Cát rất mịn
0,050 – 0,099
Phù sa
0,002 – 0,049
Đất sét
<0,002
e. pH: về mặt môi sinh, trong thiên nhiên pH ảnh hƣởng tới các hoạt động sinh học
trong nƣớc liên quan đến một số đặc tính ăn mòn, hòa tan…chi phối các quá trình
xử lí nƣớc nhƣ lắng phèn, làm mềm, khử sắt, diệt khuẩn…Vì thế việc xét nghiệm
pH hoàn chỉnh chất lƣợng nƣớc phù hợp với nhu cầu trong từng khâu quản lý rất
quan trọng hơn nữa là đảm bảo chất lƣợng nƣớc cho ngƣời tiêu dùng. Nguồn nƣớc
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
15
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
có pH >7 thƣờng có chứa nhiều ion nhóm cacbon và bicarbonnat (do chảy qua đất
đá). Nguồn nƣớc có pH <7 thƣờng chứa nhiều ion gốc axit. Tuy nhiên, khi pH>8.5
nếu trong nƣớc có hợp chất hữu cơ thì việc khử trùng bằng clo có thể thành hợp
chất trihalogen gây ung thƣ. Theo tiêu chuẩn cấp nƣớc, pH của nƣớc sử dụng cho
sinh hoạt là 6,0÷8,5 và cho nƣớc uống là 6,5÷8,5.
f. Độ đục: là đại lƣợng đo hàm lƣợng chất lơ lửng trong nƣớc, thƣờng do sự hiện
diện của chất keo, sét, tảo và vi sinh vật. Nƣớc đục gây cảm giác khó chịu cho
ngƣời dùng và có khả năng nhiễm vi sinh. Tiêu chuẩn cấp nƣớc sạch quy định độ
đục nhỏ hơn 5NTU, nhƣng giới hạn tối đa của nƣớc uống chỉ là 2 NTU.
g. Độ kiềm: là do các ion bicacbonnate, cacbonnat và dydyrroxy tạo nên. Trong
thành phần hóa học của nƣớc, độ kiềm của nƣớc có liên quan đến các chỉ tiêu khác
nhƣ pH, độ cứng và tổng hàm lƣợng khoáng.
h. Độ cứng: là đại lƣợng đo tổng các cation hóa trị trong nƣớc, nhiều nhất là ion
canxi. Nƣớc mặt thƣờng có độ cứng cao hơn nƣớc ngầm. Tùy theo độ cứng của
nƣớc ngƣời ta chia thành các loại sau:
Độ cứng từ 0 – 50mg/l=> nƣớc mềm
Độ cứng từ 50 – 150mg/l nƣớc hơi cứng
Độ cứng từ 150 – 300mg/l nƣớc cứng
Độ cứng từ >300mg/l nƣớc rất cứng
1.2.2. T nh chất hóa học
Đặc trƣng của nƣớc thải sinh hoạt là thƣờng chứa nhiều tạp chất khác nhau,
trong đó khoảng 52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số lớn vi
sinh vật. Phần lớn các vi sinh vật trong nƣớc thải thƣờng ở dạng virut và vi khuẩn
gây bệnh nhƣ tả, lỵ, thƣơng hàn… Đồng thời trong nƣớc thải cũng chứa các vi
khuẩn không có hại có tác dụng phân hủy các chất thải.
a. Chất hữu cơ: chứa trong nƣớc thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất nhƣ
protein(40 - 50%); hydratcarbon(40 - 50%) gồm tinh bột, đƣờng và xenlulo; và các
chất béo (5 - 10%). Nồng độ chất hữu cơ trong nƣớc thải sinh hoạt dao động
trong khoảng 150 - 450 mg/l theo trọng lƣợng khô. Có khoảng 20 - 40% chất hữu
cơ khó phân hủy sinh học. Ở những khu dân cƣ đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp
kém, nƣớc thải sinh hoạt không đƣợc xử lý thích đáng là một trong những
nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng. Đặc điểm quan trọng của nƣớc thải
sinh hoạt là thành phần của chúng tƣơng đối ổn định.
b. BOD: là lƣợng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống và hoạt động để oxy hóa các chất
hữu cơ trong môi trƣờng nƣớc thải. BOD là chỉ tiêu xác định mức độ ô nhiễm của
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
16
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp qua chỉ số dùng để khoáng hóa các chất hữu
cơ…Ngoài ra BOD còn là một trong những chỉ tiêu kiểm soát ô nhiễm dòng chảy.
c. Oxy hòa tan (DO): là yếu tố xác định sự thay đổi xảy ra do vi sinh vật kị khí hay
hiếu khí. Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất liên quan đến việc kiểm soát ô nhiễm dòng
chảy. Ngoài ra DO còn là cơ sở kiểm tra BOD nhằm đánh giá mức ô nhiễm của
nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp.
d. COD: là lƣợng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ
các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nƣớc thải.
e. Tỷ lệ C, N và P: là một tham số hết sức quan trọng đối với quá trình xử lí sinh
học. Tỷ lệ chung chấp nhận đƣợc trong nƣớc thải BOD/N/P để xử lý sinh học
100/5/1 tƣơng ứng, nghĩa là 100mg/l BOD, 5mg/l N, và 1mg/l P
1.2.3. Đặc t nh sinh học của nƣớc thải
Các nhóm vi sinh vật chủ yếu tìm thấy trong nƣớc thải là các vi khuẩn,
nấm, protozoa, vi thực vật, động vật và virus. Hầu hết các vi sinh vật (vi khuẩn
protozoa) có lợi trong xử lí nƣớc thải. Tuy nhiên, một số vi khuẩn gây bệnh, nấm,
protozoa và virut tìm thấy trong nƣớc thải cũng đƣợc quan tâm đặc biệt do tính độc
hại của chúng.
Vi khuẩn chỉ thị: các vi sinh vật gây bệnh thƣờng đào thải bởi con ngƣời
từ hệ thống tiêu hóa. Nguồn bệnh lan truyền trong nƣớc thƣờng là bệnh tiêu chảy,
thƣơng hàn, sốt thƣơng hàn , lỵ…Nói chung, nồng độ vi khuẩn gây bệnh trong nƣớc
thải có nồng độ rất thấp và rất khó nhận biết. Hiện nay, một số loại vi khuẩn nhƣ
tổng colifom (TC), colifom của phân (FC) và khuẩn nhiễm trùng phân (FC) đƣợc sử
dụng làm vi sinh vật chỉ thị cho nguồn nƣớc và nƣớc thải bị ô nhiễm nguồn bệnh.
1.3.
Ảnh hƣởng của nƣớc thải sinh hoạt đến môi trƣờng
Tác hại đến môi trƣờng của nƣớc thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại
trong nƣớc thải gây ra.
a. COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lƣợng lớn và gây
thiếu hụt oxi của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hƣởng đến hệ sinh thái môi trƣờng
nƣớc. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình
phân hủy kị khi sinh ra các sản phẩm nhƣ H 2S, NH3, CH4…làm cho nƣớc có mùi
hôi thối và giảm pH của môi trƣờng
b. SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí, lắng đọng thành cặn,
làm tắc hệ thống ống thoát nƣớc, lắp đầy kênh rạch và sông ngòi. Dầu mỡ tạo thành
bọt trôi nổi gây mất thẩm mỹ của nguồn nƣớc tự nhiên.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
17
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
c. Nhiệt độ: nhiệt độ của nƣớc thải sinh hoạt thƣờng không ảnh hƣởng đến đời sống
của thủy sinh vật nƣớc.
d. Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đƣờng nƣớc nhƣ tiêu chảy,
ngộ độc thức ăn, vàng da…
e. Amomoia, Photpho: đây là những nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng. Nếu nồng độ
trong nƣớc quá cao dẫn đến hiện tƣợng phú nhƣỡng hóa (sự phát triển bùng phát
của các loại tảo, làm cho nồng độ oxi trong nƣớc rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở
và diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxi rất cao do quá
trình hô hấp của tảo thải ra).
f. Hàm lượng kim loại nặng: Khi hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc thải đủ cao,
chúng sẽ đầu độc vi khuẩn, thực vật, động vật và con ngƣời.
g. Màu: mất mỹ quan.
h. Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxi trên bề mặt. Dầu mỡ là chất khó tan
trong nƣớc, nhƣng tan đƣợc trong các dung môi hữu cơ. Dầu mỡ có thành phần hóa
học rất phức tạp. Dầu thô có chứa hàng ngàn các phân tử khác nhau, nhƣng phần
lớn là các Hidrocacbon có số cacbon từ 2 đến 26.Trong dầu thô còn có các hợp chất
lƣu huỳnh, nitơ, kim loại. Các loại dầu nhiên liệu sau tinh chế (dầu DO, FO) và một
số sản phẩm dầu mỡ khác còn chứa các chất độc nhƣ PAHs, PCBs,…Do đó, dầu
mỡ thƣờng có độc tính cao và tƣơng đối bền trongmôi trƣờng nƣớc. Độc tính và tác
động của dầu mỡ đến hệ sinh thái nƣớc không giống nhau mà phụ thuộc vào loại
dầu mỡ. Hầu hết các loại động thực vật đều bị tác hại của dầu mỡ. Các loại động
thựcvật thủy sinh dễ bị chết do dầu mỡ ngăn cản quá trình hô hấp, quang hợp và
cungcấp năng lƣợng. Tuy nhiên, một số loại tảo lại kém nhạy cảm với dầu mỡ, do
đó trong điều kiện ô nhiễm dầu mỡ, nhiều loại tảo lại phát triển mạnh.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
18
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG
PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI
Hiện nay có rất nhiều công trình xử lý nƣớc thải với công nghệ khác nhau.
Vì thế, việc lựa chọn đúng quy trình công nghệ và thiết bị xử lý nƣớc thải để đạt
đƣợc các tiêu chuẩn theo yêu cầu và tiết kiệm chi phí trong xây dựng cũng nhƣ quản
lý đƣợc xem nhƣ là một nhiệm vụ hàng đầu.
Một quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải bao gồm nhiều công trình và thiết
bị hoạt động nối tiếp theo các đặc tính kỹ thuật. Thƣờng đƣợc chia ra làm ba loại:
Xử lý cơ học
Xử lý hóa học và lý học
Xử lý sinh học
2.1. Xử lý cơ học
Một quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải bao gồm nhiều công trình và thiết
bị hoạt động nối tiếp theo các đặc tính kỹ thuật. Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng
cơ học đƣợc sử dụng để tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng
keo ra khỏi nƣớc thải. Gồm có các công trình:
Song chắn rác
Thiết bị nghiền rác
Bể điều hòa
Bể lắng cát
Bể lắng
Lọc
2.1.1. Song chắn rác
a. Nhiệm vụ
Khử cặn rắn thô (rác) nhƣ cành cây, gô, nhựa, giấy, lá cây, rễ cây, giẻ vụn…
Bảo vệ bơm, van, đƣờng ống, cánh khuấy.
b. Phân loại
Theo kích thƣớc: thô, trung bình, mịn
Theo hình dạng: song chắn rác, lƣới chắn rác
Theo phƣơng pháp làm sạch: thủ công, cơ khí, phun nƣớc áp lực
Theo bề mặt lƣới chắn: cố định, di động
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
19
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
Cách phân loại song chắn rác có thể đƣợc trình bày trong sơ đồ sau:
Hình 2.1. Sơ đồ phân loại song chắn rác
Một số thiết bị chắn rác thông dụng:
Song chắn rác thô: gồm nhiều thanh thép không gỉ xếp song song nhau và
đƣợc hàn cố định trên khung thép.
Song chắn rác làm sạch bằng cơ khí: thu rác bằng cơ giới
Song chắn rác làm sạch bằng thủ công: dùng biện pháp thủ công để vớt rác
Chắn rác di động: một số thiết bị chắn rác thƣờng gặp nhƣ chắn rác dây dài,
chắn rác đĩa, trống chắn rác quay, lƣới chắn rác mịn…
2.1.2. Thiết bị nghiền rác
Đây là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh
nhỏ lơ lửng trong nƣớc thải để không làm tắc nghẽn cống, không gây hại cho bơm.
Nhƣng trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác đã gây nhiều khó
khăn cho các công đoạn tiếp theo do lƣợng cặn tăng lên đã làm tắc nghẽn hệ thống
phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí và dính
bám vào các tuabin…). Nên phải cân nhắc thận trọng trƣớc khi dùng.
2.1.3. Bể điều hòa
Ứng dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do biến động về lƣu lƣợng và tải
lƣợng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau xử
lý, giảm chi phí và kích thƣớc của thiết bị sau này.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
20
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
Ưu điểm
Giảm bớt sự dao động của hàm lƣợng các chất bẩn trong nƣớc thải
Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nƣớc thải
Ổn định lƣu lƣợng
Giảm và ngăn cản nồng độ các chất độc hại đi vào công trình xử lý sinh học tiếp
theo.
a. Phân loại:
Bể điều hòa
Bể điều hòa lƣu lƣợng
Bể điều hòa lƣu lƣợng và nồng độ
Hình 2.2. Sơ đồ phân loại bể điều hòa
b. Cách bố trí bể điều hòa:
Bể điều hòa trên dòng thải: làm giảm đáng kể dao động thành phần nƣớc thải
đi vào công đoạn phía sau.
Bể điều hòa ngoài dòng thải: chỉ giảm đƣợc một phần nhỏ sự dao động đó.
=> Vị trí tốt nhất để đặt bể điều hòa cần xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý,
phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng nhƣ đặc tính của nƣớc
thải.
2.1.4. Bể lắng cát
Loại bỏ cặn thô, nặng nhƣ: cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro, vụn
than… nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cân nặng ở các công
đoạn xử lý sau và giảm tầng suất làm sạch bể phân hủy.
a. Nguyên tắc lắng
Dƣới tác dụng của lực trọng trƣờng, các phần tử rắn có tỷ trọng lớn hơn tỷ
trọng của nƣớc sẽ đƣợc lắng xuống đáy. Bể lắng cát phải đƣợc tính toán với tốc độ
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
21
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
dòng chảy đủ lớn (0.3 m/s) để các phân tử hữu cơ nhỏ không lắng lại và đủ nhỏ
(0.15 m/s) để cát và các tạp chất vô cơ không bị cuốn theo dòng chảy ra khỏi bể.
b. Phân loại
Bể lắng cát gồm những loại bể sau:
Bể lắng cát ngang: có dòng nƣớc chuyển động dọc theo chiều dài của bể. Bể
có thể có thiết diện hình chữ nhật, thƣờng có hố thu đặt đầu bể.
Bể lắng cát đứng: Dòng nƣớc chảy từ dƣới lên trên theo thân bể. Nƣớc đƣợc
dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dƣới hình trụ vào bể. Chế độ dòng chảy khá phức
tạp, nƣớc vừa chuyển động vòng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi
đó các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy.
Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nƣớc thải đƣợc dẫn
vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và đƣợc thu vào máng tập trung rồi dẫn ra
ngoài.
2.1.5. Bể lắng
Lắng là phƣơng pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không tan ra khỏi
nƣớc thải. Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia thành các hai loại:
a. Bể lắng đợt 1:
Đƣợc đặt trƣớc công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn, chất lơ
lửng không hòa tan. Bể lắng có cấu tạo mặt bằng là hình chữ nhật hay hình tròn,
đƣợc thiết kế để loại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn. Bể lắng đƣợc chia làm bốn
vùng: vùng phân phối nƣớc vào, vùng lắng các hạt cặn, vùng thu nƣớc ra, vùng
chứa và cô đặc cặn. Có các loại bể lắng nhƣ: bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể ly
tâm.
b. Bể lắng đợt 2:
Đƣợc đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi sinh, bùn làm
trong nƣớc trƣớc khi thải ra nguồn tiếp nhận.
=> Dựa vào chiều dòng chảy của nƣớc trong bể, có thể chia bể lắng thành các loại
giống nhƣ bể lắng cát: gồm bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng tròn.
2.1.6. Lọc
Dùng lọc để tách các tạp chất phân tán có kích thƣớc nhỏ ra khỏi nƣớc thải,
mà các bể lắng không thể loại bỏ đƣợc chúng. Ngƣời ta tiến hành quá trình lọc nhờ
các vật liệu lọc, vách ngăn xốp cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất
lại.Ngƣời ta thƣờng dùng cát thạch anh, than cốc hoặc sỏi thậm chí cả than nâu,
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
22
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
than bùn hoặc than gỗ để làm vật liệu lọc. Việc lựa chọn vật liệu lọc này tùy thuộc
vào các loại nƣớc thải và điều kiện địa phƣơng.
Để tăng hiệu suất công tác của công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp
thoáng gió sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý đạt tới 75% theo hàm
lƣợng chất lơ lửng và 40 ÷ 45% theo BOD.
Trong số các công trình xử lý cơ học phải kể đến bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ, bể
lắng trong đó có ngăn phân hủy là những công trình vừa để lắng, vừa để phân hủy
cặn lắng. Đôi khi ngƣời ta còn tách các hạt lơ lửng bằng cách tiến hành lắng chúng
dƣới tác dụng của lực ly tâm trong các xyclon thủy lực hay máy ly tâm.
Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngƣợc, lọc
chảy xuôi…
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
23
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
Bảng 2.1. Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nƣớc thải
Ứng dụng
Các công trình
Lƣới chắn rác
Tách các chất rắn thô và có thể lắng
Nghiền rác
Nghiền các chất rắn thô đến kích thƣớc nhỏ hơn đồng nhất
Bể điều hòa
Điều hòa lƣu lƣợng và nồng độ
Lắng
Tách các cặn lắng và nén bùn
Lọc
Tách các cặn lắng lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học học hóa
học
Màng lọc
Tƣơng tự nhƣ lọc, tách tảo từ nƣớc thải sau hố ổn định
Vận chuyển khí
Bổ sung và tách khí
Bay hơi và bay khí Bay hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nƣớc thải
2.2. Xử lý bằng phƣơng pháp hóa học và lý học
2.2.1. Phƣơng pháp hóa lý
a. Keo tụ tạo bông
Hình 2.3. Tạo bông cặn
Đây là quá trình thô hóa các hạt phân tán và chất nhũ tƣơng, phƣơng pháp
đông tụ hiệu quả nhất khi đƣợc sử dụng để tách các hạt keo phân tán có kích thƣớc
1-100m. Trong xử lý nƣớc thải sự đông tụ diễn ra dƣới ảnh hƣởng của chất bổ
sung gọi là chất đông tụ.
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
24
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư, công suất 8000 m 3/ngày.đêm - huyện Lai Vung
tỉnh Đồng Tháp
Chất đông tụ trong nƣớc tạo thành các bông hydroxit kim loại, lắng nhanh
trong trƣờng trọng lực, các bông này có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết
hợp chúng với nhau, bởi vì các hạt keo có điện tích âm yếu còn các bông đông tụ có
điện tích dƣơng yếu nên giữa chúng có sự hút lẫn nhau.
Chất đông tụ thƣờng dùng là muối nhôm, sắt hoặc hỗn hơp của chúng.
Các muối nhôm đƣợc làm chất đông tụ là : Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,
Al2(OH)5Cl, KAl(SO4).12H2O và NH4Al(SO4)2.12H2O.
Trong số đó phổ biến nhất là Al2 (SO4)3 nó hoạt đông hiệu quả khi pH = 57,5, nhôm sunfat tan tốt trong nƣớc và có giá thành tƣơng đối rẻ, nó đƣợc sử dụng ở
dạng khô hoặc dạng dung dịch 50%.
b. Tuyển nổi
Hình 2.4. Bể tuyển nổi
Phƣơng pháp tuyển nổi thƣờng đƣợc sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn
hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong một số trƣờng
hợp quá trình này cũng đƣợc dùng để tách các chất hòa tan nhƣ các chất hoạt động
bề mặt. Quá trình nhƣ vậy đƣợc gọi là quá trình tách hay làm đặc bọt.
Trong quá trình xử lý nƣớc thải về nguyên tắc tuyển nổi thƣờng đƣợc sử
dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Ƣu điểm của phƣơng pháp
này so với phƣơng pháp lắng là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm
trong thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể đƣợc thu gom
bằng bộ phận vớt bọt.
Quá trình tuyển nổi đƣợc thực hiện bằng cách sục bọt khí nhỏ (thƣờng là
không khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi tập
hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó
SVTH: Trần Văn Mến - MSSV: 0450020440
GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường
25
