Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung KCN đông nam huyện củ chi tp HCM công suất 5000m3 NGĐ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.64 MB, 98 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay, nước ta đang trên đà phát triển hướng đến là một nước công nghiệp
đến năm 2020, với vị thế ưu tiên về khí hậu, nguồn lao động dồi dào thì nước ta có
nhiều ưu thế đầu tư phát triển hạ tầng kỹ thuật và thu hút vốn đau tư từ nước ngoài.
Từ khi nước ta bắt đầu mở cửa thu hút đầu tư từ nước ngoài và thơng lưu hàng hóa
với thế giới sau cuộc khủng hoảng kinh tế năm 1997 – 1998, thì cơng nghiệp phát
triển mạnh mẽ đưa đất nước đi lên.
Đi đầu trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước là khu vực Đồng
Bằng Nam Bộ, với các tỉnh, thành phố như: thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình
Dương,... là những tỉnh thành có nền cơng nghiệp phát triển mạnh với các dự án xây
dựng và sản xuất từ các nguồn vốn trong nước và nước ngoài.
Một trong những mục tiêu chính trong định hướng phát triển kinh tế xã hội
của TP Hồ Chí Minh là phát triển kinh tế xã hội trên địa bàn gắn liền với tổng thể
phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam và cả nước. Trong đó, KCN Đơng Nam Củ
Chi được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn. Công nghiệp phát triển tạo
nhiều cơ hội việc làm cho nguồn lao động bản địa và nguồn lao động từ các địa
phương khác đến sinh sống và làm việc.
Xu hướng công nghiệp phát triển cần có các yếu tố từ khoa học – kinh tế – xã
hội, hiện nay huyện Củ Chi đang mở rộng và đầu tư thêm các khu công nghiệp để
đáp ứng được nhu cầu phát triển công nghiệp cũng như giải quyết vấn đề việc làm
cho người lao động. Nhưng bên cạnh sự phát triển về công nghiệp cũng mang lại
khơng ít mối quan tâm từ người dân và các nhà lãnh đạo. Sự phát triển công nghiệp
như hiện nay và các vấn đề về tài nguyên và môi trường đang đặt nỗi lo ngại cho các
nhà chức trách cũng như người dân. Để sản xuất cần phải có nguyên liệu và sản xuất
thì có phát thải. Sản xuất phát triển lâu dài thì hai yếu tố tài nguyên và mơi trường
cần phải được đề cao và có tính chất bền vững thì cơng nghiệp mới phát triển bền
vững được. Vì vậy mở rộng và xây dựng mới các khu cơng nghiệp mới thì yếu tố
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
môi trường cũng đi kèm với các yếu tố khác để xây dựng lên khu công nghiệp. Hiện
nay, theo số lượng thống kê trên tồn Thành phố Hồ Chí Minh có 2 khu chế xuất và
10 khu cơng nghiệp (tính đến ngày 31/12/2009) và khu công nghiệp Đông Nam Củ
Chi là khu công nghiệp mới được phê duyệt dự án, đang trong giai đoạn chuẩn bị
đưa vào khai thác.
Là một khu công nghiệp mới được hình thành, khu cơng ngiệp Đơng Nam Củ
Chi bị ảnh hưởng bởi cuộc khủng hoảng kinh tế thế giới năm 2008 đến nay, vì vậy
kêu gọi đầu tư vào khu cơng nghiệp vẫn cịn nhiều khó khăn. Các cơng trình xây
dựng căn bản vẫn chưa được xây dựng cũng là yếu tố ngăn cản cho các nhà sản xuất
đầu tư. Theo luật pháp nước ta hiện nay, để các khu công nghiệp, khu chế xuất xây
dựng mới được hoạt động và kêu gọi đầu tư thì phải xây dựng các cơng trình căn bản
như hệ thống cấp thốt nước, điện, viễn thông, đường xá,… để đảm bảo nhu cầu sản
xuất cũng như bảo vệ môi trường.
Trên thực tế hiện nay môi trường từ các khu công nghiệp, khu chế xuất chưa
được quan tâm và bảo vệ. Điển hình là nước thải từ các nhà máy hay nước thải tập
trung chưa có hệ thống xử lý hay xử lý nhưng chưa đạt hiệu quả, thải ra môi trường
gây ô nhiễm mơi trường và cộng đồng dân cư. Do đó phải có biện pháp giảm thiểu
và xử lý triệt để các nguồn gây ơ nhiễm mơi trường.
Vì vậy, cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các khu công
nghiệp, khu chế xuất hoặc các cơ sở sản xuất đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi
trường. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu công nghiệp Đông Nam Củ
Chi là nhu cầu tất yếu và tuân thủ pháp luật.
1.2 Mục tiêu đề tài
Tính toán thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải cho khu công nghiệp Đông
Nam đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 24:2009/BTNMT) trước khi xả ra nguồn
tiếp nhận để bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng.
1.3 Đối tượng và phạm quy nghiên cứu
1.3.1 Đối tượng nghiên cứu
Công nghệ xử lý nước thải cho loại hình Khu Cơng nghiệp.
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
Đề tài giới hạn trong việc tính tốn thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho
Khu Công nghiệp Đông Nam, Huyện Củ chi, Thành Phố Hồ Chí Minh.
Nước thải đầu vào của hệ thống đã được xử lý sơ bộ đạt loại B (QCVN
24:2009/BTNMT) và được tập trung tại họng thu qua hệ thống cống dẫn từ các nhà
máy trong khu công nghiệp đến bể tiếp nhận của khu xử lý nước thải tập trung khu
công nghiệp Đông Nam. Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất cũng như sinh
hoạt của các nhà máy trong khu công nghiệp Đông Nam.
Lượng nước mưa phát sinh sẽ được thoát trực tiếp ra sông theo hệ thống cống
dẫn riêng biệt.
1.4 Nội dung đề tài
Tìm hiểu về khu cơng nghiệp Đơng Nam.
Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả
năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải.
Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ơ nhiễm
của nước thải đầu vào.
Tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.
Dự tốn chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước
thải.
1.5 Phương pháp thực hiện
Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu cơng nghiệp, tìm
hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước
thải cho các khu công nghiệp qua các tài liệu chuyên ngành.
Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có
và đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp.
Phương pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn các cơng trình
đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành
trạm xử lý.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các cơng
trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.
1.6
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn
đề ô nhiễm môi trường do nước thải Khu Cơng nghiệp.
Góp phần nâng cao ý thức về mơi trường cho nhân viên cũng như Ban quản lý
Khu Công nghiệp.
Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp,
sinh viên tham quan, học tập.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU VỀ KHU CƠNG NGHIỆP ĐƠNG NAM
2.1.
MƠ TẢ TĨM TẮT DỰ ÁN
2.1.1. Tên Dự án, chủ đầu tư
Tên Dự án
: “Dự án đầu tư xây dựng khu công nghiệp Đông Nam Củ Chi ”
Chủ đầu tư
: Công ty Cổ phần Đầu tư Sài Gịn VRG
Hình 2.1. Bản đồ qui hoạch KCN Đông Nam – Huyện Củ Chi
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
2.1.2. Vị trí địa lý của Dự án
Dự án nằm về phía Đơng Nam thị trấn Củ Chi – Huyện Củ Chi với quy mô xây dựng
342,53 ha. Ranh giới khu đất được xác định như sau:
Phía Bắc
: Giáp Tỉnh lộ 8;
Phía Nam
: Giáp Đường Võ Văn Bích và Tỉnh lộ 9;
Phía Đơng Nam
: Giáp Tỉnh lộ 9 và một phần rạch;
Phía Tây Bắc
: Giáp đường Bến Than.
2.1.3. Nội dung chủ yếu của Dự án
2.1.3.1. Phạm vi và lĩnh vực hoạt động của Dự án
a) Đối với khu công nghiệp
Dự án đầu tư xây dựng KCN Đông Nam là KCN đa ngành với 03 loại hình cơng
nghiệp khơng hoặc ít gây ô nhiễm, bao gồm: cơ khí chế tạo máy; điện tử công nghệ
thông tin; sản xuất các sản phẩm hoá dược, thảo dược và thuốc y tế, các sản phẩm
hố chất cơng nghiệp nhựa, cao su kỹ thuật cao cấp.
b) Đối với khu dân cư
Bên cạnh sự hình thành KCN Đông Nam Củ chi, chủ đầu tư cũng sẽ xây dựng khu
dân cư phục vụ công nghiệp theo hướng khu dân cư đô thị để phục vụ tái định cư
trong cơng tác giải phóng mặt bằng và cơng tác bồi thường hỗ trợ tái định cư cho
người dân, cung cấp nhà ở cho chuyên gia, công nhân của KCN, tạo thêm quỹ nhà ở
Thành phố.
2.1.3.2. Quy mô xây dựng, quy hoạch sử dụng đất
a) Khu công nghiệp
Tổng diện tích đất KCN là 287,16 ha. Trong đó:
Đất cho thuê xây dựng nhà máy xí nghiệp
: 178,34 ha;
Đất xây dựng kho bãi
: 15,26 ha;
Phần diện tích xây dựng khác
: 93,56 ha.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
b) Khu dân cư
Tổng diện tích đất khu dân cư: 55,37 ha. Trong đó:
Đất ở
: 25,11 ha;
Đất văn hố, giáo dục
: 3,84 ha;
Đất cơng trình cơng cộng
: 3,37 ha;
Diện tích cịn lại.
2.1.3.3. Phương án phát triển khơng gian tổng thể
Nhằm phát huy tối đa hiệu quả sử dụng đất phát triển KCN đồng thời đảm bảo tính
bền vững mơi trường cũng như cảnh quan khu vực, việc quy hoạch sử dụng đất Dự
án đầu tư xây dựng KCN và KDC phục vụ công nghiệp phải dựa trên các tiêu chí
sau:
Đảm bảo tính thống nhất của định hướng quy hoạch và cơ cấu phân khu chức
năng của KCN;
Đảm bảo hợp lý giữa bố trí khơng gian kiến trúc và các hệ thống hạ tầng kỹ
thuật;
Đảm bảo đưa vào khai thác các loại lơ đất thích hợp cho các Dự án;
Đảm bảo mối quan hệ thuận lợi giữa khu chức năng và KCN.
a) Bố trí mặt bằng
Nhằm phát huy tối đa những ưu thế sẵn có, kết hợp giảm thiểu tối đa các tác động lên
môi trường, dân sinh, cảnh quan khu vực do việc xây dựng và vận hành KCN. KCN
Đơng Nam được bố trí các phân khu chức năng như sau:
Khu vực xây dựng các xí nghiệp cơng nghiệp;
Khu kho bãi và nhà xưởng tiêu chuẩn;
Trung tâm điều hành, dịch vụ;
Các cơng trình đầu mối hạ tầng kỹ thuật (trạm cấp nước, điện, khu xử lý);
Tổ chức cây xanh;
Khu dân cư phục vụ công nghiệp…
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
b) Tổ chức quản lý điều hành KCN và KDC
Tổ chức quản lý điều hành KCN và KDC phục vụ công nghiệp bao gồm:
Quản lý KCN;
Quản lý hành chính và pháp lý;
Quản lý quy hoạch và xây dựng;
Quản lý sở hữu và sử dụng;
Tổ chức quản lý và kinh doanh cơ sở hạ tầng.
c) Nhu cầu lao động và nguồn nhân lực
Nhu cầu lao động
Khi KCN đi vào hoạt động, dự kiến thu hút khoảng 25.000 người làm việc tại KCN.
Nguồn cung cấp lao động
Nguồn lao động làm việc tại KCN dự kiến bao gồm các nguồn sau:
Lao động địa phương;
Lao động từ khu dân cư phục vụ công nghiệp;
Lao động tại khu vực TP HCM, Bình Dương và một số tỉnh thành khác.
Vốn và nguồn vốn
Dựa trên cơ sở tính tốn chi tiết xây dựng các hạng mục cơng trình trong KCN, vốn
đầu tư dự kiến 1.242 tỷ đồng và được phân bố như sau:
Chi phí xây dựng hạ tầng kỹ thuật và dự phịng : 1.057 tỷ đồng;
Chi phí xây dựng nhà máy XLNT
: 50 tỷ đồng;
Chi phí xây dựng hệ thống cấp điện
: 110 tỷ đồng;
Chi phí xây dựng hệ thống thông tin liên lạc
: 35 tỷ đồng.
Tiến độ thực hiện Dự án
Thời gian xây dựng dự kiến kéo dài từ đầu năm 2010 và kết thúc vào năm 2012.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.2.
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, MÔI TRƯỜNG VÀ KINH TẾ XÃ HỘI
2.2.1. Điều kiện tự nhiên và mơi trường
2.2.1.1.
Điều kiện về địa hình, địa chất
a) Địa hình
Khu vực Dự án nằm trong vùng đồng ruộng và ao hồ.
Khu vực phía Bắc và Tây Bắc thuộc xã Hồ Phú, địa hình tương đối bằng phẳng, cao
độ địa hình từ 0,9 – 1,0 m.
Khu vực phía Đơng và Đơng Nam thuộc một phần xã Hồ Phú và Bình Mỹ có địa
hình tương đối thấp, cao độ khoảng 0,7 – 1,1 m.
b) Địa chất
Khu vực có cấu tạo nền đất phù sa mới, thành phần chủ yếu là sét, sét pha, bùn sét,
lẫn nhiều tạp chất hữu cơ, thường có màu sám đen bạc màu.
Sức chịu tải của nền đất thấp, thường < 0,7 kg/cm2.
2.2.1.2.
Điều kiện khí tượng thuỷ văn
Khu vực Dự án nằm trên địa bàn Huyện Củ Chi, Tp HCM nên sẽ mang những đặc
trưng về điều kiện khí hậu, thuỷ văn của TP HCM.
Đặc tính khí hậu
Khu vực Dự án thuộc đặc trưng khí hậu của TP HCM là vùng nhiệt đới gió mùa cận
xích đạo.
2.2.2. Điều kiện kinh tế xã hội khu vực Dự án
2.2.2.1.
Hiện trạng kiến trúc và tình hình dân cư tại khu vực
a) Hiện trạng cơng trình sản xuất
Trong khu vực Dự án có một số trại heo, gà, vịt của tư nhân, một số trại được xây
dựng nhà cấp IV và một số được xây dựng liều tạm.
Hiện trạng dân cư và điều kiện kinh tế các hộ dân
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
Trong khu vực Dự án có 89 hộ dân, với dân số là 623 người. Trong tổng số hộ dân ở
trên, có 6 căn nhà là nhà cấp III chiến 6,7%; 60 căn nhà là nhà cấp IV chiếm 67,4%
và 13 căn nhà cấp V, chiếm 2,59%.
Nhà ở phân bố không điều, tập trung nhiều nhất ở khu vực xã Hoà Phú gần tỉnh lộ 8
và các tuyến đường mòn. Nhà ở xây dựng trong khu đất quy hoạch dạng nhà tạm và
cấp IV nằm thưa thớt, rải rác theo quy mô nhỏ, các điều kiện hạ tầng còn thiếu nên
việc sinh hoạt của người dân cịn nhiều khó khăn. Các hộ dân cư này dự kiến sẽ được
tái định cư phía Đơng Bắc của KCN Đơng Nam.
b) Hiện trạng cơng trình cơng cộng
Trong khu vực Dự án khơng có cơng trình cơng cộng, chỉ có vài lơ đất thổ cư, chủ
yếu là cơng trình nhà cấp IV. Đây là một trong các lý do thích hợp để chuyển đổi
mục đích sử dụng đất tại khu vực.
c) Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật
Hiện trạng giao thơng đường bộ
Các tuyến đường giao thơng chính kết nối Dự án với các khu vực bên ngoài như:
Nối kết với TP HCM, cảng biển Vũng Tàu và khu kinh tế cửa khẩu quốc tế
Mộc Bài bằng tuyến đường Xuyên Á (quốc lộ 22);
Nối kết với khu vực Nam Tây Nguyên và các tỉnh miền Đông Nam Bộ qua
tỉnh Bình Dương bằng tỉnh lộ 8, tỉnh lộ 9 qua cầu Phú Cường;
Đường tỉnh lộ 15 với 4 làn xe (lộ giới 40m) là các tuyến hỗ trợ cho các tuyến
đường quốc lộ xuyên tâm TP HCM.
Hệ thống giao thông thủy
Việc giao thương, vận chuyển hàng hoá, nguyên vật liệu bằng đường thuỷ cũng gặp
nhiều thuận lợi do phía Bắc KCN Đơng Nam Củ Chi tiếp giáp với sơng Sài Gịn là
tuyến đường giao thơng thuỷ quan trọng trong hệ thống đường thuỷ Sài Gòn – Nhà
Bè – Soài Rạp ra biển và tuyến đường thuỷ vành đai 2, cấp IV là sơng Sài Gịn – rạch
Tra – kênh Xáng – kênh An Hạ - kênh Đơi – kênh Tẻ - sơng Sài Gịn.
Hiện trạng hệ thống cấp điện
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
Trong khu vực Dự án có tuyến điện 110KV đi ngang qua. Ngồi ra, khu vực xung
quanh Dự án, dọc theo tỉnh lộ 8, tỉnh lộ 9, đường Bến Than điều có đường dây điện
hạ thế cấp điện cho người dân.
Hiện trạng hệ thống cấp nước
Tại khu vực chưa có hệ thống cấp nước tập trung. Nhân dân tại đây chủ yếu lấy nước
ngầm bằng các giếng khoan Unicef hoặc các giếng khoan nhỏ để sử dụng.
Hiện trạng hệ thống thoát nước thải và vấn đề vệ sinh mơi trường
Thốt nước mưa
Khu vực quy hoạch chưa có thệ thống cống thu và thoát nước mặt, nước mưa chảy tự
do và thoát ra các rạch.
Thoát nước thải
Hiện nay khu vực quy hoạch chưa có hệ thống thốt nước, tồn khu vực đều thốt
nước tự nhiên theo các đường phân huỷ có sẵn, chảy xuống chỗ trũng.
Vệ sinh môi trường
Hiện nay, tại khu vực Dự án chưa có hệ thống thu gom chất thải rắn. Rác thải sinh
hoạt từ các hộ dân được đổ ra ruộng, xuống rạch, tự chôn, đốt…
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
CHƯƠNG 3
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU CÔNG
NGHIỆP ĐANG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM HIỆN
NAY
3.1 Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải
3.1.1 Các thông số vật lý
a) Hàm lượng chất rắn lơ lửng
Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS - SS) có thể có
bản chất là:
Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét)
Các chất hữu cơ không tan.
Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…).
Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong q
trình xử lý.
b) Mùi
Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S _ mùi trứng thối. Các hợp chất khác, chẳng
hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí
có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S.
c) Độ màu
Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do
các sản phẩm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ
màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co).
Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để
đánh giá trạng thái chung của nước thải.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
3.1.2 Các thông số hóa học
a) Độ pH của nước
pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H + có trong dung dịch, thường được
dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.
Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hồ tan trong
nước. pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả q trình xử lý nước. Độ pH có ảnh
hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do vậy rất
có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái mơi trường
b) Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)
Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất
hữu cơ trong nước bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh). Về
bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ
có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật.
Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày để
q trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất. Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất
hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản
ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì q trình oxy hóa có thể hồn tất trong thời gian rút
ngắn hơn nhiều. Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được số liệu
tương đối về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn.
COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung
và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học
của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp.
c) Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand
- BOD)
Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy
chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20oC, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy
và vi khuẩn hiếu khí. Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hịa tan sau 5
ngày. Thơng số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể
dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học
(Carbonhydrat, protein, lipid..)
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
BOD là một thông số quan trọng:
Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh
học trong nước và nước thải.
Là tiêu chuẩn kiểm sốt chất lượng các dịng thải chảy vào các thuỷ vực thiên
nhiên.
Là thơng số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục
vụ cơng tác quản lý mơi trường.
d) Oxy hịa tan (Dissolved Oxygen - DO)
Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác
để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình
phát triển và sinh sản của mình. Oxy là yếu tố quan trọng đối với con người cũng
như các thủy sinh vật khác.
Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các q trình hóa
sinh học trong nước:
Oxy hóa các chất khử vơ cơ: Fe2+, Mn2+, S2-, NH3..
Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước
nhiễm bẩn trở nên sạch hơn. Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch
của nước tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trò quan trọng của một số vi sinh
vật hiếu khí trong nước.
Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển.
Các q trình trên đều tiêu thụ oxy hịa tan. Như đã đề cập, khả năng hòa tan của
Oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của
các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn. Cũng vì lý do trên, hàm lượng oxy hịa
tan là thơng số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt.
e) Nitơ và các hợp chất chứa nitơ
Nito là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất.
Nito là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin
trong nhân tế bào. Xác sinh vật và các bã thải trong q trình sống của chúng là
những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường với lượng
rất lớn. Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khống hóa trở
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
thành các hợp chất Nito vô cơ như NH 4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N 2
cho khơng khí.
Như vậy, trong môi trường đất và nước, luôn tồn tại các thành phần chứa Nito: từ các
protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion Nito vơ cơ
là sản phẩm q trình khống hóa các chất kể trên:
Các hợp chất hữu cơ thơ đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, có
thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàu
protein.
Các hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô cơ
(NH4+, NO2-, NO3-).
Thuật ngữ “Nito tổng” là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên. Nito là một chất
dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật.
f) Phospho và các hợp chất chứa phospho
Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho có liên quan đến sự chuyển hóa các
chất thải của người và động vật và sau này là lượng khổng lồ phân lân sử dụng trong
nơng nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt
và một số ngành cơng nghiệp trơi theo dịng nước.
Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate. Các
hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và phosphat hữu cơ.
Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật.
Việc xác định P tổng là một thơng số đóng vai trị quan trọng để đảm bảo quá trình
phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng
phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1).
Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú
dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt q nhiều các chất này kích thích sự phát triển
mạnh của tảo và vi khuẩn lam.
g) Chất hoạt động bề mặt
Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa
nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các
chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong
một số ngành công nghiệp.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
3.1.3 Các thông số vi sinh vật học
Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho
người. Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký sinh, phát
triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài
trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, virus, giun sán.
* Vi khuẩn
Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột, như
dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn
Salmonella typhosa...
* Virus
Virus có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần
kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan... Thơng thường sự khử trùng bằng các q
trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được virus.
* Giun sán
Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vịng đời gắn liền với hai hay nhiều động
vật chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của người và
động vật là nguồn đưa giun sán vào nước. Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước
hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả.
Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và
động vật. Trong người và động vật thường có vi khuẩn E.coli sinh sống và phát triển.
Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường. Sự có mặt
của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại
các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm
bẩn. Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác. Do
đó nếu sau xử lý trong nước khơng cịn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các
loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm
bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác định số lượng số lượng E.coli đơn giản
và nhanh chóng. Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc
xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
3.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải
3.2.1 Phương pháp cơ học
Mục đích của xử lý cơ học là loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn và đầu ra
khỏi nước thải, cân bằng lưu lượng và hàm lượng nước thải đi vào hệ thống xử lý
nước thải tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo.
Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất khơng hịa tan và một phần
các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải
a) Song chắn rác và lưới lọc rác
Nhiệm vụ: nhằm loại bỏ các loại rác có kích thước
lớn, nhằm bảo vệ các công trình phía sau, cản các vật
lớn đi qua có thể làm tắc nghẽn hệ thống (đường ống,
mương dẫn, máy bơm) làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử
lý của các công trình phía sau
Song chắn rác làm bằng sắt trịn hoặc vng đặt nghiêng theo dịng chảy một
góc 60o nhằm giữ lại các vật thô. Lưới lọc giữ lại các cặn rắn nhỏ, mịn có kích thước
từ 1mm - 1,5mm. Phải thường xun cào rác trên mặt lọc để tránh tắc dòng chảy.
b) Bể lắng
Các loại bể lắng thường được dùng để xử lý sơ bộ nước thải trước khi xử lý
sinh học hoặc như một cơng trình xứ lý độc lập nếu chỉ yêu cầu tách các loại cặn
lắng khỏi nước thải trước khi xả ra nguồn nước mặt.
Dùng để xử lý các loại hạt lơ lửng. Nguyên lý làm việc dựa trên cơ sở trọng lực.
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chất lơ lửng và
tính chất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ ẩm của cặn
sau lắng và trọng lượng riêng của cặn khô.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: Lưu lượng nước thải, thời gian lắng
(khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng thủy lực, sự keo tụ
các chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích
thước bể lắng.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
c) Bể vớt dầu mỡ
Cơng trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm
loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởng xấu tới
các cơng trình thốt nước (mạng lưới và các cơng trình xử lý). Vì vậy phải thu hồi
các chất này trước khi đi vào các cơng trình phía sau. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng
giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn
hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong q trình lên men cặn.
d) Lọc qua lớp vật liệu lọc
Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách
cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, cơng trình này áp dụng chủ yếu cho 1 số loại
nước thải công nghiệp.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được
60% các tạp chất khơng hịa tan và 20% BOD.
Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35%
theo BOD bằng các biện pháp làm thống sơ bộ hoặc đơng tụ sinh học.
Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử
trùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ
trước khi cho qua xử lý sinh học
3.2.2 Phương pháp hóa lý
Bản chất của quá trình xử lý hóa lý là áp dụng các q trình vật lý và hóa
học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất
bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hịa tan
nhưng khơng độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường.
Các phương pháp hóa lý được áp dụng để xử lý nước thải là đơng tụ, keo tụ,
hấp phụ, trao đổi ion, trích li, chưng cất, cô đặc, lọc ngược và siêu lọc, kết tinh,
nhả hấp... Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt lơ
lửng phân tán (rắn và lỏng), các khí tan, các chất vơ cơ và hữu cơ hịa tan.
a) Phương pháp đơng tụ và keo tụ
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn, huyền phù nhưng không thể
tách được các chất nhiễm bẩn dưới dạng keo và hịa tan vì chúng là những hạt rắn có
kích thước q nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp
lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán
liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các
hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hịa điện tích của chúng,
thứ đến là liên kết chúng với nhau. Q trình trung hịa điện tích thường gọi là q
trình đơng tụ, cịn q trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là q
trình keo tụ.
Phương pháp đơng tụ
Q trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo
các giai đoạn sau :
Me3+
+ HOH
⇔
Me(OH)2+
+
H+
Me(OH)2+ + HOH
⇔
Me(OH)+
+
H+
Me(OH)+ +
⇔
Me(OH)3
+
H+
⇔
Me(OH)3
+
3 H+
Me3+
HOH
+ 3HOH
Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hoặc hỗn hợp của chúng.
Việc chọn chất đơng tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hố lý, giá thành, nồng
độ tạp chất trong nước, pH .
Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al 2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,
Al(OH)2Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O. Thường sunfat nhơm làm chất
đơng 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 rẻ.
Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO3).2H2O, Fe(SO4)3.3H2O,
FeSO4.7H2O và FeCl3. Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10
-15%.
Phương pháp keo tụ
Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào
nước. Khác với q trình đơng tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra khơng chỉ do tiếp
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
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 .
Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự
nhiên là tinh bột, ete, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính
(xSiO2.yH2O).
b) Hấp phụ
Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi
các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước
thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân hủy
bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp
phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ khơng 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.
Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính.
c) Tuyển nổi
Tuyển nổi được ứng dụng để loại ra khỏi nước các tạp chất phân tán khơng
tan và khó lắng. Trong nhiều trường hợp tuyển nổi còn được sử dụng để tách chất
hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Về nguyên tắc, tuyển nổi được dùng để
khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học.
Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi là hoạt động liên tục, phạm vi ứng
dụng rộng rãi, chi phí đầu tư và vận hành không lớn, thiết bị đơn giản, vận tốc nổi
lớn hơn vận tốc lắng, có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ (90 - 95%), hiệu quả xử lý cao
(95 - 98%), có thể thu hồi tạp chất. Tuyển nổi kèm theo sự thơng khí nước thải,
giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxi hóa.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là
khơng khí) vào 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
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban
đầu.
Hiệu suất của quá trình tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bọt khí.
Kích thước tối ưu của chúng nằm trong khoảng 15 - 30µm. Trong q trình tuyển
nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng. Để đạt được mục đích
này, đơi khi người ta bổ sung vào nước các chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng
lượng bề mặt phân pha như dầu bạch dương, phenol, natri ankylsilicat, cresol…
Tùy thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu, quá trình tuyển nổi sẽ đạt hiệu
suất cao đối với các hạt có kích thước từ 0,2 – 1,5mm. Điều kiện tốt nhất để tách các
hạt trong quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lượng pha khí và pha rắn
Gk/Gr = 0,01 ÷ 0,1.
3.2.3 Phương pháp hóa học
Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng
nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc
tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường.
Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công
nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương
pháp xử lý hố học có thể hồn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ
ban đầu của việc xử lý nước thải.
a) Phương pháp trung hòa
Dùng để đưa mơi trường nước thải có chứa các axit vơ cơ hoặc kiềm về trạng
thái trung tính pH = 6,5 – 8,5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách;
trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóa học, lọc nước
qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hịa.
b) Phương pháp oxy hóa khử
Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ơxy hóa như clo ở
dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat
kali, bicromat kali, peoxyhyro (H2O2), ôxy của khơng khí, ơzon, pyroluzit (MnO 2),
….
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành
các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn
các tác nhân hóa học, do đó q trình ơxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những
trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những
phương pháp khác. Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen.
c) Phương pháp khử trùng bằng chất oxy hóa mạnh
Khử trùng bằng Clo
Tác dụng giữa Clo hơi và nước thải là phản ứng thuận nghịch
Cl2 + H2O
HCl +HOCl
Kết quả của phản ứng là cho ta axit clohydrit và axit hypoclorơ. Sự có mặt
của ion hypocloro và đặc biệt là ion OCl - tạo môi trường axit tiêu diệt vi khuẩn.mặt
khác axit hypocloro rất yếu dễ phân hủy thành axit clohydrit và oxy nguyên tử tự do.
Oxy ngun tử này sẽ oxy hóa vi khuẩn. Ngồi ra trong q trình clo hóa nước thải,
thì bản chất clo trực tiếp tác động lên tế bào vi sinh vật và biến đổi liên kết với các
chất thuộc thành phần nguyên sinh tế bào đưa đến cái chết của vi khuẩn.
Khử trùng bằng ozon
Độ hòa tan của ozon vào nước gấp 13 lần độ hòa tan của oxy. Khi vừa mới
cho ozon vào nước, tác dụng khử trùng rất ít, nhưng khi ozon hòa tan đủ liều lượng
ứng với hàn lượng đủ để oxy hóa chất hữu cơ và vi khuẩn có trong nước, lúc đó tác
dụng khử trùng của ozon mạnh và nhanh hơn gấp 3100 lần so với clo và thời gian
khử trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây.
Liều lượng ozon cần để khử trùng nước thải sau khi lắng ở bể lắng đợt 2
thường dao động từ 5 – 15 mg/l tùy thuộc vào chất lượng nước đã xử lý. Ozon có tác
dụng tiêu diệt virut rất mạnh khi thời gian tiếp xúc đủ daì, khoảng 5 phút.
3.2.4 Phương pháp sinh học
Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh
vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải. Q trình phân hủy các chất
hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Phương pháp xử lý sinh
học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí ( với sự có mặt của oxy) hoặc trong
điều kiện kỵ khí( khơng có oxy).
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại
nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp này
thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thơ ra khỏi nước thải có hàm
lượng chất hữu cơ cao.
3.2.4.1 Xử lý nước thải bằng 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…).
a) Hồ sinh vật
Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, cịn gọi là hồ
oxy hoá, hồ ổn định nước thải, … xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học. Trong
hồ sinh vật diễn ra q trình oxy hóa sinh hóa 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.
Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ
khơng khí để oxy hố các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO 2, photphat và nitrat
amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. 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 q trình sinh hố, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu
khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí.
b) Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc
Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước
thải. Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt
trời, khơng khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp
thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng
thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Nước thải sau khi ngấm vào đất, một
phần được cây trồng sử dụng. Phần cịn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sơng hoặc
bổ sung cho nước nguồn.
3.2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện
nhân tạo.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
a) Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học là cơng 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.
Q trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn 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 q trình oxy hố sinh hóa diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng
các biện pháp thơng gió tự nhiên hoặc thơng gió nhân tạo. Vật liệu lọc của bể lọc
sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vịng gốm, đá Granit…
b) Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank
Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể
để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi
sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng
đóng vai trị là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên
thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất
nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các
chất trơ khơng hịa tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong
thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể
không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt
tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để
đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn
hoặc các cơng trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải có hệ
thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục.
Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor)
Sequencing Batch Reactor (Lò phản ứng theo chuỗi) là hệ thống bùn hoạt tính
kiểu làm đầy-và-rút, một hệ thống phản ứng kiểu khuấy trộn hoàn toàn bao gồm tất
cả các bước của q trình bùn hoạt tính xảy ra trong một bể đơn nhất, hoạt động theo
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S LÂM VĨNH SƠN
chu trình mỗi ngày. SBR không cần sử dụng bể lắng thứ cấp và q trình tuần hồn
bùn, thay vào đó là q trình xã cặn trong bể.
Thường có 5 pha xảy ra trong một chu kì hoạt động của bể, bao gồm: Pha đầy,
pha phản ứng, pha lắng, pha rút, pha để n
c) Bể xử lý sinh học kỵ khí dịng lội ngược – (Bể UASB)
Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở
đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và các
chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó.
Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẫn ra
khỏi bể.
Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn. Pha lỏng được
dẫn ra khỏi bể, cịn pha rắn thì hồn lưu lại lớp bơng bùn.
Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bể UASB.
d) Bể xử lý sinh học thiếu khí – (Bể Anoxic)
Trong bể này xảy ra các quá trình khử BOD, COD, đặc biệt N và P. Nhu cầu
oxy cần thiết trong hệ thống sinh học làm chức năng chuyển hóa chất nền và phân
huỷ nội sinh để khử nitrat. Tiếp theo sau q trình nitrat hố, vùng khử nitrat cũng có
thể kết hợp chặt chẽ vào hệ thống bùn hoạt tính trước khi lọc thứ cấp. Sau khi nitrat
hố, nồng độ các chất hữu cơ ở mức thấp nhất và tốc độ khử nitrat phụ thuộc vào tốc
độ hô hấp của các vi khuẩn sử dụng thức ăn dữ trữ từ quá trình phân huỷ nội bào.
3.3 . Xử lý bùn cặn
Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải):
- Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn
- Ổn định cặn
- Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau
Rác (gồm các tạp chất khơng tan kích thước lớn: cặn bã thực vật, giấy, giẻ
lau…) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác không lớn)
hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý.
Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng
vào mục đích khác.
SVTH: TÀI THANH KHẢO
Trang 25
