NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPa.Tổng quan về nước thải chế, tìm hiểu về thành phần tính chất nước thải Lịch sử phát triển của Công ty, Quy trình sản xuất của nhà máyb.Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải.Tổng quan về quá trình và công nghệ xử lý nước thảiMột số công nghệ xử lý nước thải ở Việt Namc.Thành phần tính chất nước thải, đề xuất sơ đồ công nghệ xử lýĐề xuất 02 phương án công nghệ xử lý phù hợpd.Tính toán các công trình đơn vị, khai toán chi phíe.Quá trình vận hành, bảo trì, bảo dưỡngQuy trình vận hành của hệ thống xử lý trên thực tế, bảo trì bảo dưỡng định kì.Các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành.f.Các công trình đơn vị đã thiết kế Bản vẽ PDF đính kèm cuối file
GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN XÂY DỰNG KHÁCH SẠN ELISA
“Xây dựng Khách sạn Elisa, quy mô 103 phòng” Địa điểm: khu phố 6, phường Phú Hòa, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương
+ Chủ dự án: Công ty TNHH Khách sạn Elisa
+ Địa chỉ : khu phố 6, phường Phú Hòa, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương + Đại diện : Ông Phạm Hữu Hoàng
Hình 1.1 Sơ đồ vị trí khu đất dự án (Tỷ lệ 1:500)
1.1.3 Vị trí địa lý của dự án
Dự án “Xây dựng Khách sạn Elisa” với quy mô 103 phòng tọa lạc tại khu phố 6, phường Phú Hòa, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương, có vị trí thuận lợi và dễ dàng tiếp cận.
- Phía Bắc : tiếp giáp với nhà dân
- Phía Đông : tiếp giáp với đường Trần Văn Ơn
- Phía Tây : tiếp giáp với nhà dân
- Phía Nam : tiếp giáp với nhà dân
+ Dự án xây dựng trên khu đất có tổng diện tích 2.375,4 m 2
Khu đất dự án tọa lạc trên trục đường Trần Văn Ơn, giao nhau với Đại lộ Bình Dương và đường Phú Lợi Vị trí này cách trường Đại học Thủ Dầu Một khoảng 1km và chỉ cách cổng KDC Phú Hòa 1 khoảng 500m.
1.1.4 Mục tiêu của dự án
Chúng tôi cung cấp dịch vụ lưu trú chất lượng cao tại Thủ Dầu Một, phục vụ nhu cầu nghỉ ngơi cho du khách, chuyên gia và nhà đầu tư, cũng như người dân địa phương Bên cạnh đó, chúng tôi còn đáp ứng nhu cầu tổ chức sự kiện cho tỉnh và khu vực.
1.1.5 Quy mô các hạng mục công trình của dự án a Tính chất của kinh doanh khách sạn
Khách sạn 3 sao tại phường Phú Hòa được đầu tư và xây dựng hoàn chỉnh, đáp ứng nhu cầu lưu trú cho khách hàng trong khu vực và lân cận, tuân thủ các quy định quản lý địa phương.
+ Quy mô khách lưu trú dự kiến tối đa cho toàn khách sạn là 300 người, với tổng số lượng phòng là 103 phòng
+ Quy mô phục vụ của nhà hàng: 100 người
+ Số lượng nhân viên: 15 người c Quy hoạch sử dụng đất
+ Tổng diện tích khu đất quy hoạch là 2.375,4 m 2 , phân bố theo cơ cấu sử dụng đất như tại bảng 1.1
Bảng 1.1 Tổng hợp quy hoạch xử dụng đất
STT Loại đất Diện tích
1 Diện tích xây dựng công trình 512,29 21,56
2 Công trình phụ: hồ bơi, nhà bảo vệ, trạm điện 285,95 12,03
3 Khu tập trung rác thải 20 0,8
5 Đường giao thông nội bộ, sân bãi đậu xe 851,21 35,83
Khách sạn 3 sao tiêu chuẩn Việt Nam, theo quyết định số 022001/QĐ-TCDL của Tổng Cục Du Lịch, được phân loại là công trình dân dụng Việc xếp hạng khách sạn từ 1-5 sao dựa trên các tiêu chí như vị trí, kiến trúc, trang thiết bị, tiện nghi phục vụ, chất lượng dịch vụ, mức độ phục vụ và vệ sinh.
+ Cấp công trình: cấp II, gồm 01 khối nhà chính 9 tầng Trong đó gồm: tầng 1 đến tầng 8 và tầng sân thượng, với cơ cấu công năng như sau:
Bảng 1.2 Các chỉ tiêu xây dựng của dự án
Các chỉ tiêu xây dựng
I Đất xây dựng công trình khách sạn
II Đất công trình phụ trợ 305,95
Các chỉ tiêu xây dựng
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
1.2.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là loại nước thải phát sinh từ các hoạt động hàng ngày của cộng đồng như tắm, giặt, tẩy rửa và vệ sinh cá nhân Nguồn nước thải này được thải ra từ các hộ gia đình, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác Tại khu chung cư, nước thải sinh hoạt chủ yếu xuất phát từ quá trình sinh hoạt của cư dân.
- Khu căn hộ cao cấp, khách sạn
- Khu thương mại và dịch vụ
- Các hoạt động chế biến thực phẩm của các nhà hàng, nhà ăn…
Nước thải sinh hoạt thường chứa các chất ô nhiễm như cặn bã hữu cơ, chất hữu cơ hòa tan (được đo qua chỉ số BOD5/COD), dinh dưỡng như nitơ và photpho, cùng với các vi trùng gây bệnh như E.Coli và Coliform.
Mức độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào lưu lượng và tải trọng chất bẩn theo đầu người Lượng nước thải của một khu quy hoạch được xác định dựa trên dân số, tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt được quy định trong bảng 1.3, với mức nước tính theo đầu người là l/người.ngày Đối tượng sử dụng nước bao gồm các đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I, cùng với các khu du lịch và nghỉ mát.
150 – 200 Đô thị loại II, đô thị loại III 100 – 150 Đô thị loại IV, đô thị loại V; Điểm dân cư nông thôn
Nước thải sinh hoạt chiếm từ 80% đến 100% lượng nước cấp được đo qua đồng hồ tại các hộ gia đình, cơ quan, bệnh viện, trường học, khu thương mại và khu giải trí Đặc biệt, trong những khu vực nóng, khô, khoảng 65% lượng nước cấp còn được sử dụng cho việc tưới cây cỏ.
Lượng nước thải sinh hoạt không chỉ phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh của nhà ở mà còn bị ảnh hưởng bởi đặc điểm khí hậu thời tiết và thói quen sinh hoạt của người dân.
Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ và công trình công cộng phụ thuộc vào loại hình công trình, chức năng của nó, cũng như số lượng người tham gia và được phục vụ trong đó.
Bảng 1.4 Tiêu chuẩn thải nước từ các khu dịch vụ thương mại [6]
Nguồn nước thải Đơn vị tính
Lưu lượng (l/ngày) Khoảng dao động Trị số tiêu biểu
Nhà ga sân bay Hành khách 7,5 - 15 11
Gara ô tô, sửa xe Đầu xe 26 - 50 38
Bảng 1.5 Tải trọng chất bẩn theo đầu người [4]
Tải trọng chất bẩn (g/người.ngày đêm)
Các quốc gia gần gũi với
Theo tiêu chuẩn Việt Nam
Chất rắn lơ lửng (SS) 70 – 145 50 – 55
Chất hoạt động bề mặt - 2,0 – 2,5
1.2.2 Thành phần và tính chất của nước thải:
+ Đặc điểm của nước thải sinh hoạt gồm hai loại:
- Nước thải đen: nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
Nước thải xám là loại nước thải bị ô nhiễm do các chất thải sinh hoạt, bao gồm cặn bã từ bếp, hóa chất rửa trôi và nước dùng để vệ sinh sàn nhà.
Nước thải sinh hoạt chiếm từ 80% đến 100% lượng nước cấp cho sinh hoạt, với đặc tính và thành phần tương đồng từ các nguồn phát sinh Loại nước thải này chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, cùng với các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh nguy hiểm Các chất hữu cơ trong nước thải bao gồm protein (40-50%), hydratcarbon (40-50%) như tinh bột, đường và xenlulo, cũng như chất béo (5-10%) Nồng độ chất hữu cơ dao động từ 150 - 450 mg/l theo trọng lượng khô, trong đó khoảng 20 - 40% là chất hữu cơ khó phân hủy sinh học.
Nước thải sinh hoạt chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, thường vượt quá nhu cầu phát triển của vi sinh vật trong xử lý sinh học Tỷ lệ dinh dưỡng cần thiết trung bình cho các công trình xử lý sinh học được xác định là BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1.
Bảng 1.6 Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý [4]
Chất rắn tổng cộng, mg/l 350 720 1200
Tồng chất rắn hòa tan,mg/l 250 500 850
Chất rắn lơ lửng, mg/l 100 220 350
Chất rắn lắng được,mg/l 5 10 20
Tổng cacbon hữu cơ, mg/l 80 160 210
Sunfat,mg/l 20 30 50 Độ kiềm(theoCaCO3), mg/l 50 100 200
Chất hữu cơ bay hơi,àg/l 400
1.2.3 Các thông số ô nhiễm của nước thải [4] a Thông số vật lý a.1 Hàm lượng chất rắn lơ lửng
+ Các chất rắn lơ lửng trong nước 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 quá trình xử lý a.2 Mùi:
Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S, thường được mô tả với mùi trứng thối Ngoài H2S, các hợp chất khác như indol, skatol, cadaverin và cercaptan cũng được hình thành trong điều kiện yếm khí và có thể tạo ra những mùi khó chịu hơn Độ pH của nước là một thông số hóa học quan trọng cần được xem xét trong bối cảnh này.
+ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H + có trong dung dịch, thường được dùng để thể hiện tính axit và tính kiềm của nước
Độ pH của nước đóng vai trò quan trọng trong việc xác định dạng tồn tại của kim loại và khí hòa tan trong nước, đồng thời ảnh hưởng đến hiệu quả của các quá trình xử lý nước Ngoài ra, độ pH cũng tác động đến quá trình trao đổi chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước, do đó có ý nghĩa quan trọng về khía cạnh sinh thái môi trường.
Nhu cầu oxy hóa học (COD) 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 Thông số này giúp xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và vi sinh vật.
COD là chỉ số quan trọng trong việc đánh giá ô nhiễm chất hữu cơ, cùng với BOD, giúp nhận diện mức độ ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước Thông qua các thông số này, chúng ta có thể lựa chọn phương pháp xử lý nước phù hợp.
Thông số BOD (Biochemical Oxygen Demand) của nước đo lường lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn: 20°C, ủ mẫu trong 5 ngày đêm, trong bóng tối và môi trường giàu oxy với vi khuẩn hiếu khí BOD5 phản ánh sự giảm oxy hòa tan sau 5 ngày và có xu hướng tăng khi mẫu nước chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy như carbohydrate, protein và lipid BOD là một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng nước và mức độ ô nhiễm hữu cơ.
- Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước và nước thải
- Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thủy vực thiên nhiên
Phương pháp cơ học
+ Xử lý cơ học nhằm mục đích:
- Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhánh cây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ ra khỏi nước thải
- Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát
- Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải
- Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo
Xử lý cơ học là bước đầu tiên trong quy trình xử lý nước thải, đóng vai trò quan trọng trong việc chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theo Phương pháp này thường được thực hiện thông qua các thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát và bể tách dầu mỡ, nhằm loại bỏ các chất phân tán thô Việc sử dụng các thiết bị này giúp đảm bảo hệ thống thoát nước và các công trình xử lý phía sau hoạt động hiệu quả và ổn định.
Phương pháp xử lý cơ học nước thải sinh hoạt có khả năng tách khoảng 60% tạp chất không tan, nhưng BOD trong nước thải chỉ giảm không đáng kể Để cải thiện hiệu quả xử lý, việc làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng được áp dụng, giúp nâng cao hiệu suất xử lý lên đến 75% và giảm BOD từ 10% đến 15%.
Song chắn rác có chức năng giữ lại các cặn bẩn lớn và dạng sợi như giấy, rau cỏ, và rác, nhằm bảo vệ các thiết bị như bơm, van, đường ống và cánh khuấy Đối với các tạp chất có kích thước nhỏ hơn 5 mm, thường sử dụng lưới chắn rác để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống.
Song chắn rác được phân loại thành hai loại chính: di động và cố định Chức năng của song chắn rác là bảo vệ các bơm khỏi tình trạng nghẹt và đảm bảo không làm ảnh hưởng đến các quy trình xử lý tiếp theo.
Song chắn rác được lắp đặt nghiêng với góc từ 60 đến 90 độ theo hướng dòng chảy, bao gồm các thanh kim loại bằng thép không rỉ có tiết diện 5 x 20mm, được bố trí cách nhau từ 20 đến 50mm trong một khung thép hàn hình chữ nhật Thiết kế này cho phép song chắn rác dễ dàng trượt lên xuống dọc theo hai khe ở thành mương dẫn, với vận tốc nước tối đa qua song là 1 m/s, tương ứng với lưu lượng lớn nhất Qmax.
Lưới chắn rác thường được lắp đặt nghiêng với góc 45 – 60 độ so với phương thẳng đứng, và vận tốc dòng chảy qua lưới không vượt quá 0,6 m/s Khe rộng của mắt lưới dao động từ 10 – 20mm Việc làm sạch song chắn và lưới chắn rác có thể thực hiện bằng tay hoặc sử dụng các thiết bị cơ khí tự động hoặc bán tự động Ngoài ra, trên hoặc bên cạnh mương chứa song chắn, cần bố trí sàn thao tác đủ không gian cho thùng rác và đường vận chuyển.
Hình 2.2 Hình dáng thanh chắn rác [9]
Bể lắng cát thường được lắp đặt sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp, mặc dù có trường hợp bể lắng cát được đặt phía trước song chắn rác Tuy nhiên, việc đặt bể lắng cát phía sau song chắn rác mang lại lợi ích cho việc quản lý hiệu quả hơn.
Bể lắng cát được thiết kế để loại bỏ cát, sỏi và đá dăm có kích thước hạt lớn hơn 200 mm khỏi nước thải Mặc dù cát không độc hại, nhưng nó có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống xử lý nước, như làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh và ống dẫn, giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý, và tăng tần suất làm sạch các bể này.
Bể lắng cát được thiết kế để loại bỏ các hợp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0.2 – 2 mm trong nước thải, giúp bảo vệ bơm khỏi bị cát, sỏi làm bào mòn, đồng thời ngăn ngừa tắc nghẽn ống dẫn và bảo vệ các công trình sinh học phía sau Có hai loại bể lắng cát chính: bể lắng đứng và bể lắng ngang Để nâng cao hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được áp dụng rộng rãi.
Cát được lưu giữ trong bể lắng từ 2-5 ngày, thường được áp dụng cho các trạm xử lý nước thải có công suất trên 100m³/ngày Vận tốc dòng chảy trong bể lắng cát ngang không được vượt quá 0.3m/s, điều này giúp các hạt cát, hạt sỏi và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, trong khi hầu hết các hạt hữu cơ vẫn tiếp tục được xử lý ở các công trình tiếp theo.
Hình 2.4 Bể lắng cát ngang [2]
Bể tách dầu là thiết bị quan trọng trong xử lý nước thải công nghiệp chứa dầu mỡ và các chất nhẹ hơn nước Đối với nước thải sinh hoạt, hàm lượng dầu mỡ thấp cho phép tách ngay tại bể lắng đầu tiên thông qua các thanh thu hồi dầu mỡ và chất nổi trên bề mặt Quy trình tách dầu có hai phương pháp chính.
- Dùng trọng lực tự nhiên: các hạt dầu tự nổi do tỉ trọng riêng của chúng
Sử dụng trọng lực nhân tạo thông qua lực ly tâm hoặc cyclon giúp tăng cường trọng lực trong quá trình tách dầu Bể tách dầu thường được lắp đặt sau song chắn rác nhằm loại bỏ dầu mỡ, hạn chế các hợp chất nổi và một phần chất trong hợp chất nhũ tương, đồng thời không gây ảnh hưởng đến các công trình xử lý phía sau.
Hình 2.5 Bể thu dầu, mỡ và lắng cát [2]
Để đảm bảo dòng chảy và nồng độ nước thải vào công trình ổn định, cần khắc phục các sự cố vận hành do biến động về nồng độ và lưu lượng nước thải, từ đó nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học.
- Bể điều hòa lưu lượng
- Bể điều hòa nồng độ
- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí bể điều hòa trong hệ thống xử lý [2]
Nước thải sau khi được tách rác sẽ tự động chảy vào bể điều hòa, nơi mực nước được hiển thị trên màn hình điều khiển Bộ điều khiển sẽ xử lý thông tin và điều khiển hoạt động của các bơm chìm trong bể điều hòa.
Bể lắng là thiết bị quan trọng trong quá trình xử lý nước, giúp tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn nước Các chất lơ lửng nặng sẽ lắng xuống đáy bể, trong khi những chất nhẹ hơn sẽ nổi lên hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo Quá trình lắng này có khả năng loại bỏ từ 90-95% cặn bẩn trong nước, góp phần nâng cao chất lượng nước trước khi đưa vào các bước xử lý tiếp theo.
Phương pháp xử lý hóa và lý học
Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý tập trung vào việc áp dụng các quy trình vật lý và hóa học nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm có trong nước thải.
+ Việc ứng dụng các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải so với phương pháp sinh học có các lợi ích sau:
- Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxi hoá sinh học
- Hiệu quả xử lý cao và ổn định
- Kích thước hệ thống xử lý nhỏ
- Có thể tự động hoá hoàn toàn
- Không cần theo dõi hoạt động của vi sinh vật
- Có thể thu hội các chất khác nhau
Phương pháp tuyển nổi là kỹ thuật hiệu quả để tách các tạp chất rắn hoặc lỏng không tan ra khỏi pha lỏng, thường được áp dụng trong xử lý nước thải Phương pháp này giúp loại bỏ hoàn toàn các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học, vượt trội hơn so với phương pháp lắng nhờ khả năng xử lý nhanh chóng các hạt nhỏ hoặc nhẹ Sau khi các hạt nổi lên bề mặt, chúng có thể dễ dàng thu gom bằng bộ phận vớt bọt.
Quá trình tuyển nổi là phương pháp tách biệt các hạt trong pha lỏng bằng cách sục khí nhỏ (thường là không khí) vào trong chất lỏng Những bọt khí này kết dính với các hạt, và khi lực nổi của chúng đủ mạnh, các hạt sẽ nổi lên bề mặt Tại đây, chúng tập hợp thành các lớp bọt có hàm lượng hạt cao hơn so với chất lỏng ban đầu.
Các phương pháp tuyển nổi phổ biến bao gồm tuyển nổi khí tan và tuyển nổi khuyếch tán, trong đó tuyển nổi khí tan thường được áp dụng nhiều hơn.
Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng thông qua việc thêm các chất cao phân tử vào nước, nhằm xử lý các chất rắn lơ lửng và hạt keo Những hạt keo này không thể lắng xuống và không thể được xử lý bằng các phương pháp cơ học truyền thống.
+ Chất keo tụ thường dùng là phèn nhôm, phèn sắt và keo tụ không phân ly (dạng cao phân tử)
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ bao gồm pH của nước, sự hiện diện của các ion khác, thành phần các chất hữu cơ có trong nước và nhiệt độ Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong hiệu quả của quá trình keo tụ, ảnh hưởng đến khả năng loại bỏ tạp chất và cải thiện chất lượng nước.
Việc làm trong và khử màu nước thải có thể thực hiện bằng cách sử dụng các chất keo tụ và chất trợ keo tụ Những chất này giúp liên kết các tạp chất lơ lửng và keo thành các bông lớn hơn Khi các bông này lắng xuống, chúng sẽ kéo theo các chất phân tán không tan, từ đó cải thiện chất lượng nước thải.
Hình 2.13 Sơ đồ quá trình tạo bông trong bể keo tụ [14]
2.2.3 Phương pháp khử trùng (Mục 1.7.5/ [4])
Để làm sạch nước và đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh trước khi đổ vào nguồn tiếp nhận hoặc tái sử dụng, cần sử dụng các chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán Phương pháp khử trùng có thể áp dụng hóa chất hoặc các tác nhân vật lý như ozon và tia tử ngoại.
Các chất khử trùng thường dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước Javen, vôi clorua, các hypoclorit, cloramin B
+ Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử trùng thường được đặt ở cuối quá trình
Nước thải có giá trị pH khác nhau cần được trung hòa và điều chỉnh về khoảng 6,5 - 7,5 để xử lý hiệu quả bằng phương pháp sinh học Việc trung hòa có thể thực hiện bằng cách trộn dòng thải axit với dòng thải kiềm hoặc sử dụng các hóa chất như H2SO4, NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, và CaCO3 Quá trình điều chỉnh pH thường được thực hiện tại bể điều hòa hoặc bể keo tụ.
Phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật là một kỹ thuật hiệu quả, trong đó các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và khoáng làm nguồn dinh dưỡng, đồng thời tạo ra năng lượng Quá trình này thường được thực hiện sau khi nước thải đã trải qua giai đoạn xử lý sơ bộ, giúp nâng cao chất lượng nước trước khi thải ra môi trường.
+ Có thể dựa vào hoạt động của vi sinh vật chia phương pháp sinh học thành 2 loại sau:
Phương pháp hiếu khí là kỹ thuật sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí, yêu cầu cung cấp oxy liên tục và duy trì nhiệt độ từ 20 độ C trở lên để đảm bảo hoạt động sống của chúng.
Phương pháp yếm khí là kỹ thuật sử dụng vi sinh vật trong môi trường không có oxy để xử lý chất thải Phương pháp này có thể được thực hiện trong điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo, mang lại hiệu quả cao trong việc phân hủy chất hữu cơ.
2.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí a Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên
Phương pháp này dựa trên khả năng tự làm sạch của đất và nước, với các công trình đặc trưng như cánh đồng tưới, bãi lọc trồng cây và hồ sinh học.
Cơ chế hoạt động của cánh đồng tưới - cánh đồng lọc là nước thấm qua lớp đất bề mặt, giúp giữ lại cặn bẩn Nhờ vào oxy và các vi khuẩn hiếu khí, các quá trình oxy hóa diễn ra hiệu quả, góp phần làm sạch nước.
Hình 2.14 Cánh đồng tưới bãi lọc [15]
+ Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải
Quá trình xử lý chất thải trong điều kiện tự nhiên diễn ra nhờ vi sinh vật, ánh nắng mặt trời, không khí và hoạt động sống của thực vật Chất thải được hấp thụ và giữ lại trong đất, nơi các vi khuẩn phân hủy chúng thành các chất dinh dưỡng đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải ngấm vào đất, một phần được cây sử dụng, phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước, dẫn ra sông hoặc bổ sung cho nguồn nước.
Hồ sinh học là một phương pháp xử lý nước thải hiệu quả, tiết kiệm chi phí và dễ vận hành Phương pháp này phù hợp nhất cho các loại nước thải có lưu lượng nhỏ và yêu cầu diện tích mặt bằng rộng.
Trong hồ sinh vật, quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ diễn ra nhờ vi khuẩn, tảo và các thủy sinh vật khác, tương tự như cách làm sạch nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy từ rêu tảo trong quá trình quang hợp và oxy từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, trong khi rong tảo tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon từ sự phân huỷ Để hồ hoạt động hiệu quả, cần duy trì giá trị pH và nhiệt độ ở mức tối ưu, với nhiệt độ không được thấp hơn mức cho phép.
Theo bản chất của quá trình sinh hóa, hồ sinh vật được phân loại thành ba loại chính: hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí.
Hình 2.15 Quá trình hoạt động sinh học trong hồ sinh học [16] b Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo:
Vi sinh vật được sử dụng để oxy hóa các chất hữu cơ và vô cơ có khả năng chuyển hóa sinh học, trong đó một phần chất hữu cơ và năng lượng từ quá trình oxy hóa được vi sinh vật khai thác để tổng hợp sinh khối của chúng Có hai phương pháp chính trong quá trình này.
- Phương pháp bùn lơ lửng: gồm có một số bể aerotank, bể SBR, mương oxi hóa
- Phương pháp bùn bám dính: gồm có một số bể lọc sinh học, bể MBBR, bể RBC… b.1 Công nghệ ứng dụng bùn lơ lửng:
● Bể hiếu khí bùn hoạt tính - Bể Aerotank [8]
Bể Aerotank là công trình xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp và đô thị bằng phương pháp sinh học hiếu khí, hiệu quả trong việc loại bỏ chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ như H2S, sunfua, và nitric.
Nước thải sau khi qua bể lắng 1 chứa các chất hữu cơ hòa tan và chất lơ lửng, sau đó được đưa vào bể phản ứng hiếu khí (Aerotank) Tại đây, các chất lơ lửng trở thành hạt nhân cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và hình thành bùn hoạt tính Bùn hoạt tính, với màu nâu sẫm, chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là môi trường sống cho nhiều vi khuẩn và vi sinh vật khác.
Vi khuẩn và vi sinh vật sử dụng chất nền (BOD) cùng với các chất dinh dưỡng như nitơ (N) và photpho (P) làm nguồn thức ăn, từ đó chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và tạo ra tế bào mới.
Để duy trì chất lượng oxy trong quá trình xử lý sinh hóa các chất hữu cơ và đảm bảo bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng, việc cung cấp oxy liên tục là rất quan trọng Lượng bùn tuần hoàn và không khí cần thiết sẽ phụ thuộc vào độ ẩm và yêu cầu xử lý nước thải cụ thể.
Hình 2.17 Cấu tạo một số thiết bị khuếch tán không khí trong bể arotank [4]
+ Tỷ lệ các chất dinh dưỡng: BOD5 : N : P = 100:5:1 Nước thải có pH từ 6,5 – 8,5 trong bể là thích hợp.Thời gian lưu nước trong bể không quá 12h
+ Quá trình diễn ra như sau:
- Khuấy trộn đều nước thải với bùn hoạt tính trong thể tích V của bể phản ứng
Làm thoáng bằng khí nén hoặc khuấy trộn hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính trong bể trong thời gian đủ lâu giúp cung cấp oxy cần thiết cho quá trình sinh hóa diễn ra hiệu quả.
- Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng đợt
- Tuần hoàn lại một lượng bàn cần thiết từ đáy bể lăng đợt 2 vào bể Aerotank để hòa trộn với nước thải đi vào
- Xả bùn dư và xử lý bùn
Phương pháp xử lý bùn
Trong quá trình xử lý nước thải, nhiệm vụ quan trọng là chuyển đổi các chất ô nhiễm từ dạng hòa tan sang dạng rắn và tách biệt chúng khỏi pha lỏng Sau khi khử nước, các chất rắn này, gọi chung là bùn, chứa nhiều thành phần khác nhau và cần được xử lý hợp lý Bùn sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải thường có dạng lỏng với tỷ lệ chất rắn từ 0,25 - 12% khối lượng, tùy thuộc vào công nghệ xử lý được áp dụng Với thể tích chiếm ưu thế, bùn trở thành yếu tố phức tạp nhất trong quy trình xử lý và thải bỏ nước thải.
2.4.1 Phương pháp xử lý bùn bằng bể nén bùn
Phương pháp xử lý bùn thải bằng bể nén bùn hay bể cô đặc bùn đang được áp dụng rộng rãi hiện nay Mục tiêu chính của phương pháp này là tăng nồng độ chất rắn trong bùn và giảm độ ẩm của bùn, từ đó cải thiện hiệu quả xử lý bùn thải.
Cách xử lý bùn thải sơ bộ là bước quan trọng trước khi chuyển sang các quá trình xử lý tiếp theo như sân phơi bùn hoặc máy ép bùn khung bản.
2.4.2 Phương pháp xử lý bùn thải bằng sân phơi bùn
Một trong những phương pháp xử lý bùn thải lâu đời nhất là sử dụng sân phơi bùn, được thiết kế với nhiều ngăn hoạt động luân phiên để đảm bảo quá trình xử lý không bị gián đoạn Phương pháp này có thể áp dụng cho cả bùn sinh học và bùn hóa lý.
- Giá thành xây dựng rẻ
- Vật tư dễ kiếm và có thể thay thế
- Tốn nhân công thu gom nạo vét bùn - công việc có tính chất độc hại cao
- Hoạt động không hiệu quả
- Hiệu xuất giảm thể tích và khối lượng bùn rất thấp (chỉ khoảng 40%)
2.4.3 Xử lý bùn thải bằng phương pháp phân hủy yếm khí và hiếu khí
Quá trình xử lý bùn thải bằng phương pháp phân hủy yếm khí hoặc hiếu khí được áp dụng cho bùn sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải công nghệ sinh học Bùn sinh học có khả năng phân hủy nội bào thông qua các quá trình này Để tiết kiệm diện tích, bể phân hủy bùn thường được kết hợp với bể nén bùn.
Bể phân hủy bùn yếm khí chứa lớp vi sinh vật lơ lửng, giúp phân hủy bùn thải và giảm thể tích hiệu quả Sau quá trình phân hủy, lượng nước trong được tái tuần hoàn về bể điều hòa, góp phần vào việc quản lý chất thải hiệu quả.
Bể phân hủy bùn hiếu khí được thiết kế với hệ thống sục khí tương tự như bể sinh học hiếu khí Trong quá trình này, do thiếu dưỡng chất, các vi sinh vật sẽ phân hủy nội bào bằng cách sử dụng xác của các vi sinh vật chết làm cơ chất, từ đó giảm thể tích bùn sinh ra.
2.4.4 Phương pháp xử lý bùn thải bằng máy ép bùn khung bản
Máy ép bùn khung bản hoạt động bằng cách bơm màng hút bùn sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải vào các khung bản Với kích thước lưới lọc nhỏ hơn bùn cặn, bùn thải được giữ lại giữa các lớp vải lọc, trong khi nước sẽ được lọc qua và thoát ra ngoài.
Việc lựa chọn máy ép bùn khung bản cần căn cứ vào từng ngành nghề sản xuất phát sinh nước thải và lưu lượng nước thải cần xử lý.