hướng dẫn vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

PHẦN 1. THUYẾT MINH HỆ THỐNG
1.1. SƠ LƯỢC VỀ CÁC ĐẶC TRƯNG NGUỒN THẢI
1.1.1. Nguồn phát sinh và thành phần nước thải
Nước thải công ty bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và vi sinh vật. Lượng chất hữu cơ
chiếm 70 – 80% tổng các chất bao gồm các chất hữu cơ thực vật như: cặn bã thực vật,
rau, hoa, quả, giấy… và các chất hữu cơ động vật như chất thải bài tiết của người và động
vật, …
Lượng chất vô cơ trong nước thải gồm cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ… Các vi sinh vật đặc
biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt.
Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ
truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn
đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính. Nồng độ ô nhiễm đặc trưng của nước thải công ty thể
hiện cụ thể ở bảng sau:
Bảng 1: Thông số đầu vào của nước thải.

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Nồng độ nước thải

-

5,5 – 8,0

1

pH

2

BOD5 (200C)

mg/l

285 – 450

3

SS

mg/l

283 – 521

4

COD

mg/l

500 - 700

5

Nito tổng

mg/l

45- 59

6

Photpho tổng

mg/l

5 - 20

7

Tổng coliform

MPN/100ml

107 - 108

1.1.2. Lưu lượng nước thải phát sinh
Lượng nước thải phát sinh ước tính khoảng 60 m3/ngày.
Việc xác định chế độ thải nhằm phục vụ cho việc tính toán thiết kế bể gom và bể
điều hòa của hệ thống xử lý nước thải nhằm đảm bảo sự hoạt động ổn định của hệ thống.
Tương tự nồng độ, sự không ổn định về lưu lượng nước thải sẽ ảnh hưởng tiêu cực
đến sự hoạt động ổn định của các hạng mục công trình hệ thống xử lý nước thải. Do đó,
lưu lượng cần được điều hòa đảm bảo sự hoạt động ổn định của hệ thống xử lý nước thải.

Trang 1

HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

1.2. CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ
1.2.1. Công suất thiết kế
STT

Chỉ tiêu

Giá trị

1

Lượng nước phát thải trong 1 ngày đêm (m3/ngày đêm)

60

2

Số giờ phát thải trong ngày (giờ)

20

3

Số giờ hoạt động của hệ thống xử lý/ngày (giờ)

24

4

Lượng nước phát thải trung bình/giờ (m3/giờ)

3,0

5

Công suất xử lý trung bình giờ đề xuất (m3/giờ)

3,0

1.2.2. Chất lượng đầu ra
Quy chuẩn áp dụng cho nước thải sau khi xử lý trước khi thải vào nguồn tiếp nhận
là QCVN 14/2008, cột A. Chi tiết thông số được trình bày trong bảng 2.
Bảng 2. Quy chuẩn áp dụng so sánh chất lượng nước thải sau xử lý

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

QCVN 14:2008/ BTNMT,
cột A

1

BOD5 (200C)

mg/l

30

2

Tổng chất rắn hòa tan

mg/l

50

3

Nitrat NO3- (tính theo N)

mg/l

30

4

Phosphat (PO43-) (tính theo P)

mg/l

6

5

Tổng coliform

MPN/100ml

3.000

1.2.3. Chế độ vận hành và bảo trì bảo dưỡng
Chế độ vận hành




Vận hành theo chế độ tự động



Đòi hỏi nhân lực vận hành ít, có thể kiêm nhiệm.
Bảo trì bảo dưỡng:




Dễ bảo trì, bảo dưỡng khi xảy ra sự cố

Trang 2


HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

1.2.4. Kết cấu xây dựng, lắp đặt
- Hệ thống được xây dựng một phần âm (1,8 m), một phần nổi trên mặt đất (0,2m)

- Bồn sắt cao 2.3 m
1.3. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1.3.1. Quy trình công nghệ
Sơ đồ quy trình công nghệ như sau:
Nước thải bể phốt

Nước thải sinh hoạt

SCR
Hầm bơm

Bể điều hòa tùy nghi thiếu khí

Máy thổi khí

Bể SBR

Bùn dư

Bể lọc chậm

Clorine

Bể chứa bùn
chứa bùn

Bể khử trùng

Nguồn tiếp nhận đạt
QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A

Hình 1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải

THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ
Bể gom
Nước thải từ các khu vực nhà vệ sinh theo ống thoát nước sẽ được thu gom tập
trung về hầm tự hoại, nước thải nhà vệ sinh sau khi qua bể tự hoại chảy tràn qua hầm
bơm, sau đó nước thải được bơm vào bể điều hòa. Nước thải sinh hoạt của dự án theo
ống thoát nước chảy vào hầm bơm, tại đây hệ thống máy bơm sẽ tự động bơm vào bể
điều hòa.
Bể điều hòa


Trang 3


HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

Bể điều hòa có nhiệm vụ ổn định nồng độ các chất, điều hòa lưu lượng, đồng thời
các chất hữu cơ sẽ được phân hủy một phần nhờ các vi khuẩn cũng như đặc điểm của
nước thải.
Trong suốt giờ cao điểm, lưu lượng dư sẽ đuợc giữ lại trong bể điều hòa. Hơn nữa, bể
điều hòa còn có một số thuận lợi như:
Cân bằng lưu lượng để sự biến động lưu lượng nhỏ nhất.
Cân bằng tải lượng các chất hữu cơ.
Đảm bảo tính liên tục cho hệ thống.
Kiểm soát các chất có độc tính cao.
Ngoài mục đích điều hòa lưu lượng cho hệ thống xử lý phía sau, tận dụng chiều cao và
thể tích chứa nước sẽ tạo thành 02 vùng phân hủy sinh học chất hữu cơ trong nước thải:
vùng tùy nghi và vùng thiếu khí (Anoxic)
Tại vùng tùy nghi của bể, quá trình xử lý nước thải không mạnh mẽ chủ yếu là điều hòa

nồng độ và tách các hoạt chất hoạt động bề mặt LAS & LBS.
Tại vùng Anoxic, trong điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý Nito
và Photpho thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril.
Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và
Nitrobacter. Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO 3–) và
Nitrit (NO2–) theo chuỗi chuyển hóa:
NO3– → NO2– → N2O → N2↑
Vi khuẩn Nitrisomonas:
4+
2NH + 3O2 -> 2NO2- + 4H+ + 2H2O
Vi khuẩn Nitrobacter:
22NO + O2 -> 2 NO3Tổng hợp 2 phương trình trên:
4+
NH + 2O2 -> NO3- + 2H+ + H2O
Lượng oxy O2 cần thiết để oxy hóa hoàn toàn ammonia NH4+ là 4,57g O2/g N với
3,43g O2/g được dùng cho quá trình nitrite và 1,14g O2/g NO2 bị oxy hóa.
Trên cơ sở đó, ta có phương trình tổng hợp sau:
4+
NH + 1,731O2 + 1,962HCO3- -> 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O + 1,769H+
Phương trình trên cho thấy rằng mỗi một (01)g nitơ ammonia (N-NH3) được
chuyển hóa sẽ sử dụng 3,96g oxy O2, và có 0,31g tế bào mới (C5H7O2N) được hình thành,
7,01g kiềm CaCO3 được tách ra và 0,16g carbon vô cơ được sử dụng để tạo thành tế bào
mới.
Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảm bảo
nồng độ nitơ trong nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường. Quá trình sinh học khử Nitơ
liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử
dụng Nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy. Trong điều kiện không
có DO hoặc dưới nồng độ DO giới hạn ≤ 2 mg O2/L (điều kiện thiếu khí)
C10H19O3N + 10NO3- -> 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H+
Trang 4

HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài. Như vậy là nitơ đã
được xử lý.
Bể sinh học hiếu khí (SBR)
Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng dính bám. Các vi
sinh hiếu khí sẽ tiếp nhận ôxy từ bộ đầu sục khí, máy khuấy trộn theo timer hẹn thời gian,
chuyển hoá chất hữu cơ thành thức ăn. Trong môi trường hiếu khí (nhờ O2 sục vào), vi
sinh hiếu khí tiêu thụ các chất hữu cơ để phát triển, tăng sinh khối và làm giảm tải lượng
ô nhiễm trong nước thải xuống mức thấp nhất.
Ngoài ra, để đảm bảo hàm lượng oxy cũng như chất dinh dưỡng luôn đủ cho vi
sinh vật tồn tại, phát triển - oxy sẽ được cấp (nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải ra khỏi
bể lắng không được nhỏ hơn 2mg/l) còn dinh dưỡng sẽ được cấp định kỳ. Nước sau khi
ra khỏi bể này, hàm lượng COD và BOD giảm 80-95%.
Cơ chế quá trình chuyển hóa chất hữu cơ (chất gây ô nhiễm) thành chất vô cơ
(chất không gây ô nhiễm):
-

Lọc qua khe: Hạt có kích thước lớn hơn kích thước khe sẽ được giữ lại.

-

Lọc dính bám: Vi sinh vật hiếu khí, tùy tiện và kỵ khí sống trên bề mặt vật
liệu sẽ lấy chất hữu cơ trong nước thải làm thức ăn, quá trình này đồng
nghĩa với việc chất gây ô nhiễm đã được chuyển hóa thành chất không gây
ô nhiễm.

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí diễn ra 3 giai đoạn sau :

- Oxy hóa các chất hữu cơ:
Enzyme
CxHyOz + O2
CO2 + H2O + ∆H
- Tổng hợp tế bào mới:
Enzyme
CxHyOz + O2 + NH3
Tế bào vi khuẩn (C5H7NO2) + CO2 + H2O – ∆H
- Phân hủy nội bào:
Enzyme
C5H7O2 + O2
5CO2 + 2H2O + NH3 ± ∆H
Bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lững bán liên tục (SBR) là sự kết hợp của bể
Aerotank và bể lắng 2. Đồng thời tăng khả năng xử lý Nito trong quá trình chuyển pha
của nó.
Nước sau khi ra khỏi công trình đơn vị này, hàm lượng COD và BOD giảm 8095%,
Trang 5


HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

Bể lọc chậm
Sau khi qua SBR, nước sau xử lý được bơm qua bể lọc chậm. Tại đây những cặn
bùn li ti không lắng được sẽ được giữ lại ở lớp vật liệu lọc, dòng nước sẽ xuyên qua lớp
vật liệu lọc và chảy qua bể khử trùng.
Bể khử trùng
Tại bể khử trùng, nước thải được trộn với chất khử trùng Clorin được cung cấp bởi
hệ thống châm chất khử trùng nhằm tiêu diệt các vi khuẩn Coliform gây bệnh đạt QCVN
trước khi thải vào môi trường.
Bể chứa bùn

Bùn dư trong suốt quá trình lắng ở bể hiếu khí và bùn lắng từ bể lắng sẽ được bơm
về bể chứa bùn. Hỗn hợp bùn này có hàm lượng chất rắn trung bình là 1,2%. Khí được
cấp vào bể chứa bùn bằng máy thổi khí để khử mùi. Bùn đáy sẽ được hút định kỳ đem
tưới cây hoặc được quản lý bởi cơ quan có chức năng.
1.3.4. Dự toán kinh phí vận hành
hi phí hóa chất xử lý
Hóa chất Clo:
Lượng Clo dùng để khử trùng cho 1m3 nước thải là 10g
Lượng Clo tiêu thụ cho 1 ngày: 10gx20 = 0,2 kg/ngày
Giá Clo: 50.000 VND/kg
*Chi phí hóa chất cần cho 1m³ nước thải :
0,2*50.000/20 = 500 VND/m³
Chi phí điện năng
Điện năng tiêu thụ: 30kW/ngày
Giá điện: 3000 VND/kW
*Chi phí điện năng cho 1m³ nước thải là:
30*2000/25 = 2400VND/m³
4.3 Tổng chi phí vận hành 1m3 nước thải
Tổng chi phí vận hành 1 m3 nước thải
STT
1
2

Diễn giải
Hóa chất
Điện năng
Tổng chi phí vận hành /1m3

Chi phí vận hành
(VND/m3)

500
2400
2900
(Hai ngàn chín trăm đồng chẵn)

Ghi chú:
∗ Giá điện và hóa chất tính theo thời giá.
∗ Chi phí nhân công có thể thay đổi dựa trên chế độ quản lý nhân lực của nhà máy.

Trang 6


HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

PHẦN 2. HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH
2.1. Sử dụng hóa chất Clo


Công dụng: Clo được sử dụng để tiêu diệt các vi sinh sinh vật còn lại trong
nước thải sau khi đã qua hệ thống xử lý.



Độ tinh khiết: thông thường 96 – 99%.



Lượng sử dụng:
Tùy theo mức độ ô nhiễm của nước thải.

o

Cách pha:



Lượng Clo sử dụng và lượng nước vào bồn tương ứng như sau:

o
Khối lượng Clo(g)

500

1000

2000

Thể tích nước (L)

100

200

300

o

Các bước tiến hành như sau:

− Bước 1: Mở van nước trong bồn và cho từ từ Clo vào bồn chứa.

− Bước 2: khuấy điều cho đến khi Clo tan hoàn toàn.
Châm Clo


o

Vị trí châm Clo: Ống dẫn nước thải đầu ra sau cột lọc áp lực.

o

Phương pháp châm Clo: van

o

Lưu lượng châm: 0.5%

2.2. Quy trình vận hành
- Quy tắc vận hành bằng tay:
B1: Khởi động hệ thống điện
B2: Bật bơm nước thải từ hố thu vào bể điều hòa.
B3: Bật bơm điều hòa bơm nước từ bể điều hòa vào bể SBR. (bơm điều hòa hoạt động
theo 02 phao đặt tại bể điều hòa và bể SBR)
B4: Bật bơm SBR bơm nước bồn lọc. (bơm tại bồn lọc hoạt động theo 02 phao đặt tại bể
SBR và bồn lọc)
B5: Sau thời gian tổn thất áp lực trong thiết bị lọc cao tiến hành rửa lọc. Bật bơm SBR.
Đóng van 1, 4, 5. mở van 2,3,6. sau khi rửa lọc xong điều chỉnh van lại: mở van 1,4,5.
đóng van 2,3,6
B6: Bật bơm định lượng bơm Clo vào bể khử trùng.
Trang 7

HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

B7: Lặp lại các thao tác vận hành hệ thống từ bước thứ 2 (B2).
- Quy tắc vận hành tự động:
Bơm tại hố thu gom bơm nước từ hố thu vào bể điều hòa. Máy thổi khí hoạt động 06 giờ
nghỉ 02 giờ. Khi máy thổi khí nghỉ 01 giờ bơm bồn lọc sẽ hoạt động bơm nước từ bể
SBR vào bồn lọc đồng thời bơm định lượng cũng bơm Clo vào đường ống để khử trùng
nước thải. sau khi nghỉ 02 giờ máy thổi khí hoạt động lại đồng thời lúc đó bơm điều hòa
cũng bơm nước thải cấp vào bể SBR. Kết thúc một mẻ xử lý.
2.3 Khắc phục sự cố
TT

Sự cố

Nguyên nhân

Biện pháp khắc phục

Mất điện nguồn

Kiểm tra lại nguồn điện

Hư hỏng

Sửa chữa hoặc thay thế

2

Bơm định lượng không

bơm được hóa chất

Tắt nghẽn đường ống dẫn

Tháo van trên của bơm định
lượng để thông khí cho
đường ống

3

Nước ra không đạt, nhiều
chất lơ lững do cột lọc

Cột lọc nhiều cặn bám

Tiến hành rửa lọc

1

Bơm và thiết bị không
hoạt động

4

Bông bùn nhỏ, khả năng
lắng thấp

Thiếu oxy và/hoặc thiếu
chất dinh dưỡng

Điều chỉnh lượng oxy thích
hợp và bổ sung chất dinh
dưỡng (mật rỉ đường, cám
gạo)

5

Bông bùn tốt, lắng chậm

Bùn dư

Tiến hành xả bớt bùn

Vi sinh bị chết

Tạm ngừng hoạt động của
hệ thống, tiến hành sục khí
liên tục trong hai ngày,
quan sát kết quả. Thay vi
sinh nếu tình hình không cải
thiện.

6

Bùn trong bể SBR có mùi
hôi khó chịu, bùn có màu
đen

2.4 Bảo trì và bảo dưỡng
Việc kiểm soát bảo trì hằng ngày của hệ thống xử lý rất quan trọng. Thực hiện bảo

trì theo loại thiết bị hay theo cấp độ, điều này phụ thuộc vào mức độ ưu tiên của từng
thiết bị dụng cụ. Một hư hỏng nhỏ về cơ khí cũng làm giảm khả năng xử lý hay thậm chí
còn ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Do đó việc bảo trì hằng ngày đòi hỏi phải chính
xác. Chuẩn bị một bảng tập trung những điểm chính cần kiểm tra trước khi thực hiện bảo
trì.
2.4.1 Các hạng mục cần kiểm tra hàng ngày
Hạng mục
Bồn hóa chất

Lỗi
Ăn mòn van

Thủ tục/Biện pháp kiểm tra
Kiểm tra giá đỡ, sơn bọc lại những chổ bị rỉ
Trang 8


HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH

Hạng mục

Lỗi

Thủ tục/Biện pháp kiểm tra
sét. Tìm ra nguyên nhân và sửa chữa

Rò rỉ

Kiểm tra các lỗ và những vùng bị ăn mòn.
Tìm ra nguyên nhân và sửa chữa

Máy thổi khí

Đứt dây curoa

Tiến hành thay dây curoa

Ống

Ống bị biến dạng hay đổi Ước tính khả năng chịu áp của ống và thời
màu
tiết. Thay thế ống mới nếu yêu cầu

Thiết bị trong
Nổ cầu chì
tủ điện

Kiểm tra lại công suất và tìm hiểu nguyên
nhân

Motor không Motor quá tải làm role Kiểm tra bơm có ngẹt rác hay không, bơm
hoạt động
nhiệt nhảy
hụt nước,…bấm reset role nhiệt.
Không vấn đề gì nếu nhiệt độ dưới 400C. Nếu
Nhiệt độ tăng bất thường
nhiệt độ tăng bất thường thì tìm ra nguyên
trong tủ thiết bị
nhân.
2.4.2 Các hạng mục cần bảo trì định kỳ

Chu kì

Hạng mục

Biện pháp

Hàng tháng

Máy nén khí

Kiểm tra và cấp dầu

Hàng năm

Bồn, bể

Kiểm tra, sửa chữa ăn mòn, rò rỉ và hư hỏng

Hàng tháng

Bơm

Kiểm tra tình trạng mài mòn
Đại tu và thay thế các bộ phận nếu cần thiết

Trang 9