ĐATN - TK Hệ thống xử lý nước thải tập trung tại kho Thắng Nhất của Xí nghiệp Tổng kho Xăng dầu miền Đông, công suất 60 m3.ngày

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

TỔNG QUAN VỀ XÍ NGHIỆP TỔNG KHO XĂNG DẦU MIỀN ĐÔNG VÀ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU

T Ổ NG QUAN V Ề V Ị TRÍ KHO XĂNG [1]

Kho xăng dầu Thắng Nhất tọa lạc ở địa chỉ: 54B đường 30/4, Phường Thắng

Nhất, Thành PhốVũng Tàu, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.

Kho xăng dầu Thắng Nhất – Cảng Thượng Lưu, Cảng dầu 10.000DWT “dung tích 121.500 m 3 ” Các vị trí tiếp giáp như sau:

+ Phía Nam: giáp đường Phạm Văn Nghị

+ Phía Đông: giáp đường Nguyễn Hữu Cảnh

+ Phía Tây: giáp đường Lê Quang Định

Với vị trí trên, Kho xăng dầu Thắng Nhất có các mối tương quan với các đối tượng tựnhiên khác như sau:

+ Cách sân bay Vũng Tàu 2km.

+ Cách bờ biển (điểm gần nhất) là 200m

+ Cách Ủy ban nhân dân phường Thắng Nhất là 500m

+ Cách Kho xăng Cù Lao Tào 500m (theo đường biển)

Kho xăng Thắng Nhất của Xí nghiệp có vị trí địa lý rất thuận lợi cho việc triển khai dự án, nhờ vào cơ sở hạ tầng được đầu tư đầy đủ và giao thông thuận tiện, bao gồm cả đường bộ và đường thủy Điều này tạo điều kiện tốt cho việc cung cấp và vận chuyển xăng dầu tại Thành phố Vũng Tàu.

Hệ thống đường biển tại kho xăng dầu Thắng Nhất nằm cách biển Vũng Tàu khoảng 200m, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển xăng dầu đến kho để tạm trữ và phân phối đến các cửa hàng bán lẻ qua đường thủy.

Việc lựa chọn địa điểm cho xây dựng và vận hành kho xăng dầu cần tuân thủ Tiêu chuẩn TCVN 5307:2009, quy định về yêu cầu thiết kế cho kho dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ.

HO ẠT ĐỘ NG S Ả N XU Ấ T, KINH DOANH, D Ị CH V Ụ

Kinh doanh xăng dầu và các sản phẩm chế biến từ xăng dầu là lĩnh vực kinh doanh có điều kiện, đòi hỏi sự quản lý và tổ chức chặt chẽ từ Tổng Công ty cho đến kho xăng dầu.

Nhập hàng từ các tàu nhập từ các Cảng vào kho chứa

Xuất qua dàn xuất cho các phương tiện cơ giới và tàu/xà lan vận hành theo quy trình khép kín

Quy trình xuất nhập xăng dầu:

Hình 1.2 Quy trình xuất nhập xăng dầu tại kho.

T Ổ NG QUAN V Ề NƯỚ C TH Ả I T Ạ I KHO

1.3.1 Nguồn phát sinh nước thải [1]

Nước thải từ hoạt động sản xuất tại kho xăng dầu Thắng Nhất là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Tùy thuộc vào tính chất và mức độ ô nhiễm của từng khu vực thải, nước thải này có thể chứa nhiều loại chất độc hại khác nhau Việc hiểu rõ các loại nước có trong nguồn thải là cần thiết để đánh giá tác động đến môi trường và đề ra các biện pháp xử lý hiệu quả.

Bảng 1.1 Nguồn phát sinh nước thải tại kho Thắng Nhất

STT Nguồn phát sinh Thành phần

1 Nước vệ sinh thiết bị, đường ống, tàu, sà lan

Váng dầu mỡ, cặn, pH, chất rắn lơ lửng,….

3 Nước xả đáy các bồn chứa dầu sau mỗi lần nhập dầu vào bồn chứa

4 Nước thải sinh hoạt của công nhân BOD5, COD, SS, pH…

1.3.2 Thành phần và tính chất nước thải [4] a Thành phần

Thành phần của nước thải rất đa dạng Có thể bao gồm danh sách dưới đây:

+ Nước (hơn 95%), thường được thêm vào trong quá trình dội rác thải xuống đường cống

+ Các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus, prion, giun sán

+ Các vi khuẩn vô hại

+ Các chất hữu cơ như phân, lông, tóc, thực phẩm, nguyên liệu thực vật, mùn

+ Các chất hữu cơ hòa tan như u-rê, đường, protein hòa tan, dược phẩm + Các hạt thểvô cơ như cát, sạn sỏi, hạt kim loại, gốm sứ

+ Các chất vô cơ hòa tan như amoniac, muối, xyanua, H2S, thyoxinat + Động vật như động vật nguyên sinh, côn trùng

+ Băng vệ sinh, bao cao su, tã, bơm kim tiêm, đồchơi trẻ em, xác động vật, thực vật

+ Các khí hydro sunfua, metan, cacbonic

+ Các hệnhũ tương như sơn, chất kết dính, màu nhuộm tóc,

+ Các chất độc như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc độc,

+ Dược phẩm, hóc môn và các chất độc hại khác b Tính chất vật lý

Nhiệt độ của nước tự nhiên chịu ảnh hưởng từ điều kiện khí hậu và môi trường khu vực, trong khi nước thải công nghiệp, đặc biệt từ nhà máy nhiệt điện và hạt nhân, thường cao hơn từ 10-15 độ C so với nước thông thường Nước nóng có thể vừa gây ô nhiễm vừa có lợi, tùy thuộc vào mùa và vị trí địa lý Ở vùng khí hậu ôn đới, nước nóng thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật và các quá trình phân hủy, nhưng ở vùng nhiệt đới, nhiệt độ cao của nước sông hồ có thể làm thay đổi các quá trình sinh, hóa, lý học của hệ sinh thái, dẫn đến giảm lượng oxy hòa tan và tăng nhu cầu oxy của cá lên gấp đôi Một số loài sinh vật không chịu được nhiệt độ cao sẽ chết hoặc di chuyển, trong khi những loài khác lại phát triển mạnh ở nhiệt độ thích hợp.

Nước có thể có màu, đặc biệt nước thải thường có màu đen hoặc nâu do:

+ Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành

+ Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hòa tan

+ Nước có chất thải công nghiệp (crom, tannin, lignin)

Màu của nước được phân thành hai loại: màu thực, do các chất hòa tan hoặc dạng hạt keo, và màu biểu kiến, là màu của các chất lơ lửng trong nước Trong thực tế, màu thực của nước thường được xác định bằng phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn như clorophantinat coban.

Độ đục của nước là do các hạt lơ lửng, chất hữu cơ phân hủy hoặc sinh vật thủy sinh gây ra, làm giảm khả năng truyền ánh sáng và ảnh hưởng đến quang hợp của sinh vật tự dưỡng Sự gia tăng độ đục không chỉ giảm thẩm mỹ mà còn làm giảm chất lượng nước khi sử dụng Vi sinh vật có thể bám vào các hạt lơ lửng, gây khó khăn trong quá trình khử khuẩn Do đó, độ đục cao thường tương ứng với mức độ ô nhiễm nước lớn.

Nước sạch là nước không có mùi vị, và khi xuất hiện mùi, đó là dấu hiệu của ô nhiễm Mùi trong nước thải rất đa dạng, phụ thuộc vào lượng và đặc điểm của các chất gây ô nhiễm Tính chất hóa học và sinh học của nước cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định mức độ ô nhiễm.

Giá trị pH của nước thải đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý, giúp lựa chọn phương pháp và điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết Trong các công trình xử lý nước bằng phương pháp sinh học, pH thường dao động từ 6,5 đến 9, với môi trường tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn là từ 7 đến 8 Mỗi nhóm vi khuẩn có giới hạn pH khác nhau, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước.

Oxy hòa tan là yếu tố quan trọng để duy trì sự sống cho các sinh vật dưới nước, với mức độ bình thường khoảng 8 – 10 mg/l, chiếm 70 – 80% khi bão hòa Mức oxy hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào ô nhiễm chất hữu cơ, các hoạt động sinh thái và các quá trình hóa sinh, hóa học, vật lý của nước Trong môi trường nước ô nhiễm nặng, oxy bị tiêu thụ nhiều cho các quá trình hóa sinh, dẫn đến tình trạng thiếu oxy nghiêm trọng.

• Chỉ số BOD (nhu cầu oxy hóa sinh học – Biochemical Oxygen Demand):

BOD (Biochemical Oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật hiếu khí, chủ yếu là vi khuẩn, oxy hóa các chất hữu cơ trong nước Quá trình này, gọi là quá trình oxy hóa sinh học, thường kéo dài do phụ thuộc vào bản chất chất hữu cơ, loại vi sinh vật và nhiệt độ của nguồn nước Thông thường, 70% nhu cầu oxy được tiêu thụ trong 5 ngày đầu (BOD5), 20% trong 5 ngày tiếp theo, đạt 99% vào ngày thứ 20 và hoàn toàn vào ngày thứ 21.

• Chỉ số COD (nhu cầu oxy hóa học – Chemical oxygen Demand):

COD (Chemical Oxygen Demand) là chỉ số đo lường lượng oxy cần thiết để oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O, sử dụng tác nhân oxi hóa mạnh Chỉ số COD thường cao hơn BOD (Biochemical Oxygen Demand) vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không bị vi sinh vật oxy hóa Hàm lượng COD có thể được xác định bằng phương pháp trắc quang, sử dụng dung dịch K2Cr2O7 trong môi trường axit với xúc tác Ag2SO4 Ngoài ra, phương pháp độ chuẩn cũng có thể được áp dụng, trong đó lượng CrO2 dư được chuẩn bằng dung dịch Feroin.

• Chỉ số vệ sinh (E – coli):

Nước thải, đặc biệt là từ sinh hoạt, bệnh viện, khu du lịch và chăn nuôi, chứa nhiều vi sinh vật có nguồn gốc từ phân người và động vật Trong số đó, nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các bệnh tiêu hóa như tả, lị, thương hàn và các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm E coli là vi khuẩn phổ biến trong nước thải, có khả năng sống trong điều kiện khắc nghiệt cả ngoài tự nhiên lẫn trong phòng thí nghiệm Do đó, E coli được chọn làm chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải.

ẢNH HƯỞ NG C ỦA NƯỚ C TH Ả I NHI Ễ M D Ầ U [21]

Nước thải dầu là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với môi trường và sức khỏe con người do hàm lượng dầu nguy hiểm Nghiên cứu về độc tính của nước thải đã được thực hiện thông qua các phương pháp như đánh giá quang sai nhiễm sắc thể và phân tách nhiễm sắc thể trên tế bào gốc Allium cepa, cùng với việc quan sát sự xuất hiện của các tế bào vi hạt và tế bào hạt nhân ở Oreochromis niloticus Kết quả cho thấy, mặc dù nước thải từ các trạm xăng được xử lý bằng hệ thống tách dầu/nước trước khi thải, nhưng vẫn còn tồn tại các hợp chất độc hại.

• Ảnh hưởng của nước thải nhiễm dầu tới môi trường và sinh vật:

Tác động của nước thải nhiễm dầu đối với môi trường phụ thuộc vào điều kiện môi trường và thời tiết cụ thể của từng khu vực Ô nhiễm nguồn nước do dầu và sản phẩm phân hủy của nó có thể gây thiệt hại lớn cho các ngành như cấp nước, thủy sản, nông nghiệp và du lịch Dầu tràn từ kho xăng hoặc cảng không chỉ ảnh hưởng đến nước mặt mà còn có khả năng thấm vào đất và nước ngầm, làm giảm chất lượng nước và gây mùi hôi khó chịu Hơn nữa, dầu nổi trên mặt nước cản trở ánh sáng, hạn chế quang hợp của thực vật biển và phytoplankton, từ đó làm giảm số lượng cá và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái.

Các thành phần hydrocacbon nhẹ trong dầu, cùng với lưu huỳnh và nitơ, khi tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt độ sẽ bay hơi, dẫn đến ô nhiễm không khí Đồng thời, các kim loại nặng và lưu huỳnh lắng xuống đáy biển, tích tụ và gây ô nhiễm cho các loài thủy sinh ở tầng đáy, bao gồm cả san hô và nhiều loại khác.

Chim và động vật có vú biển như rái cá và hải cẩu bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi dính dầu Dầu làm bẩn bộ lông của chúng, dẫn đến giảm khả năng trao đổi chất và hạ thân nhiệt Ngoài ra, khi ăn phải dầu, động vật sẽ gặp phải tình trạng mất nước và suy giảm khả năng tiêu hóa.

Dầu thô không chỉ chứa hyđrocacbon mà còn có nhiều thành phần khác như lưu huỳnh, nitơ và kim loại nặng Hệ sinh thái biển, với sự góp mặt của vi sinh vật và các chất hữu cơ, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống cho cá, tôm và các loài thủy sinh Khi xảy ra sự cố dầu loang, các vi sinh vật này sẽ bị tiêu diệt, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chuỗi thức ăn trong môi trường biển.

• Các tác động đối với môi trường nước khi xảnước thải nhiễm dầu vào sông, hồ được biểu hiện thông qua các hiện tượng như sau:

Sản phẩm dầu lắng xuống và phân hủy ở đáy nguồn nước, gây ô nhiễm do các sản phẩm phân giải hòa tan Một phần khác nổi lên trên mặt nước cùng với bọt khí, trong khi cặn chứa dầu tích lũy ở đáy sông, hồ, tạo ra ô nhiễm cố định và gây độc hại cho hệ sinh vật đáy, ảnh hưởng đến nguồn thức ăn của cá.

Khi nguồn nước bị ô nhiễm dầu, các sản phẩm dầu hòa tan và phân giải sẽ làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước Điều này dẫn đến việc các sinh vật phiêu sinh và sinh vật đáy bị chết hoặc suy giảm số lượng, ảnh hưởng đến quá trình phục hồi của hệ sinh thái nước.

Khi nước thải chứa dầu xả vào nguồn nước, lượng oxy hòa tan trong nước giảm do oxy bị tiêu thụ trong quá trình oxy hóa các sản phẩm dầu Điều này cản trở khả năng làm thoáng mặt nước, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước.

Khi hàm lượng dầu trong nước vượt quá 0,2 mg/l, nước sẽ có mùi hôi và không thể sử dụng cho các mục đích sinh hoạt, theo tiêu chuẩn Việt Nam về nguồn nước mặt Ô nhiễm dầu giàu lưu huỳnh có thể dẫn đến tình trạng cá chết nếu nồng độ Na2S trong nước đạt từ 3 đến 4 g/l, trong khi một số loài cá nhạy cảm có thể bị ảnh hưởng và chết khi nồng độ Na2S dưới 1 g/l.

Dầu trong nước có khả năng chuyển hóa thành các hóa chất độc hại như phenol và các dẫn xuất clo của phenol, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái thủy sinh Tiêu chuẩn phenol cho nguồn nước sinh hoạt được quy định là 0,001 mg/l, trong khi ngưỡng chịu đựng của cá chỉ là 10 – 4 mg/l.

• Ảnh hưởng tới môi trường sinh thái:

Các tác động môi trường chủ yếu xuất phát từ việc thải các chất ô nhiễm như nước, khí, và chất thải rắn vượt quá mức cho phép Những hành động này gây ra những biến đổi cơ bản trong hệ sinh thái Tùy thuộc vào loại chất thải và môi trường tiếp nhận, các hệ sinh thái sẽ bị ảnh hưởng khác nhau.

Nước thải từ kho xăng dầu chứa nhiều chất ô nhiễm như chất hữu cơ, hóa chất và rắn lơ lửng, gây biến đổi bất lợi cho hệ sinh thái dưới nước Sự ô nhiễm này làm giảm nồng độ oxy hòa tan (DO), thay đổi pH và gia tăng các chất độc hại như CxHy, SOx và NOx, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sinh tồn của các loài thủy sinh và làm giảm khả năng tự làm sạch của nước.

Hệ sinh thái trên cạn chịu ảnh hưởng đáng kể từ chất thải rắn và khí thải của kho xăng dầu, gây ô nhiễm môi trường Động vật nuôi và hoang dã đều nhạy cảm với ô nhiễm không khí và nước, ảnh hưởng xấu đến thực vật và gây thiệt hại cho nông nghiệp Ô nhiễm làm cho cây trồng chậm phát triển, đặc biệt là sương khói quang hóa tác động tiêu cực đến rau, đậu, lúa, ngô, cây ăn trái và cây cảnh Các chất ô nhiễm như SO2, NO2, Cl2 và bụi, ngay cả ở nồng độ thấp, đều làm giảm sinh trưởng của cây, trong khi nồng độ cao có thể gây vàng lá, làm hỏng quả và thậm chí dẫn đến chết cây.

Ảnh hưởng của kho xăng dầu đến sức khỏe con người là một vấn đề nghiêm trọng, khi tất cả các nguồn ô nhiễm trong quá trình hoạt động có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khỏe của cộng đồng xung quanh Mức độ tác hại của các chất ô nhiễm phụ thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc, dẫn đến những ảnh hưởng khác nhau đến sức khỏe của người dân trong khu vực.

• Ảnh hưởng tới sức khỏe của con người:

Tất cả các loại xăng dầu ở một mức độnào đó đều độc Vì vậy, phải sự hạn chế thấp nhất khảnăng gây độc cho cho người

Các chất độc có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hóa và da, đồng thời ảnh hưởng đến niêm mạc và mắt Khi hít phải, độc tố đi vào phổi, sau đó vào máu và lưu thông trong cơ thể mà không qua thận, cơ quan chính chịu trách nhiệm giữ và thải độc.

TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌ C

Những phương pháp loại các chất rắn có kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải được gọi chung là phương pháp cơ học

Xử lý cơ học là giai đoạn đầu tiên trong quy trình xử lý nước thải, chuẩn bị cho bước xử lý sinh học tiếp theo Phương pháp này thường được thực hiện qua các thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát và bể tách dầu mỡ Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các chất phân tán thô, giúp hệ thống thoát nước và các công trình xử lý nước thải hoạt động hiệu quả và ổn định.

Phương pháp xử lý cơ học có khả năng loại bỏ khoảng 60% tạp chất không tan trong nước thải sinh hoạt, nhưng hiệu quả giảm BOD vẫn chưa đáng kể Để nâng cao hiệu quả xử lý, việc làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng được áp dụng, giúp tăng hiệu suất của các công trình cơ học lên đến 75% và giảm BOD từ 10 đến 15%.

Song chắn rác là một công trình xử lý cơ học sơ bộ trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt, có nhiệm vụ giữ lại các chất thải rắn lớn trong nước thải Việc này giúp bảo vệ các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo khỏi hư hỏng Song chắn rác có thể được phân loại theo nhiều hình thức khác nhau.

+ Theo khe hở của song chắn rác, có 3 kích cỡ: loại thô lớn (30 – 200mm), loại trung bình (16 – 30mm), loại nhỏ(dưới 16mm)

+ Theo cấu tạo của song chắn rác: loại cốđịnh và loại di động

+ Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm hai loại: loại làm sạch bằng tay, loại làm sạch bằng cơ giới

2.1.1.1 Song chắn rác thô: a Nguyên lý cấu tạo: Song chắn rác gồm các thanh bằng thép không gỉ, sắp xếp cạnh nhau và hàn cốđịnh trên khung thép, thường được đặt nghiêng 45 – 900 so với phương ngang trên mương dẫn nước Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở Một số loại của thanh chắn rác:

+ Tiết diện hình tròn (d = 8 – 10 mm)

+ Tiết diện hình chữ nhật (s x b = 10 x 10; 8 x 60 mm…)

Song chắn rác là thiết bị quan trọng được đặt trước ngăn tiếp nhận nước thải nhằm loại bỏ các vật cản có thể gây sự cố trong quá trình vận hành hệ thống, như tắc bơm và đường ống Lượng rác giữ lại trên song chắn rác (SCR) thường dưới 0,1 m³/ngày khi vớt bằng tay và từ 0,1 m³/ngày trở lên khi vớt bằng cơ giới Vị trí lắp đặt song chắn rác thường nằm ngay tại mương dẫn nước thải, trước bơm hoặc bể lắng cát Thiết bị này đặc biệt hữu ích khi nước thải chứa các loại rác thải lớn như nilon, lá cây, lon và nhựa.

Bảng 2.1 Thông số thiết kếđiển hình của song chắn rác thô [5]

Thông số Phương pháp làm sạch (Clean method)

Thủ công (Manual) Cơ khí (Mechanical)

Kích thước thanh song chắn

Khoảng cách khe hở giữa các thanh song chắn 25 – 50 mm 16 – 75 mm Độ dốc so với phương đứng 30 – 45 o 0 – 30 o

Vận tốc nước trong kênh dẫn trước song chắn rác 0,3 – 0,6 m/s 0,6 – 1,0 m/s

Tổn thất áp lực cho phép 150 mm 150 – 600 mm e Ưu điểm

+ Không tốn chi phí điện năng.

+ Thích hợp với lưu lượng lớn, chắn rác lớn f Khuyết điểm

+ Rất khó khăn khi vệ sinh

+ Vận tốc dòng nước giảm khi song chắn rác nhiều rác

+ Không chắn được rác nhỏ

Bảng 2.2 Đặc điểm các loại rác ra khỏi nước thải bằng song chắn rác thô [5]

Khoảng cách khe hở giữa các thanh song chắn (mm) Độ ẩm (%) Khối lượng riêng (kg/m 3 )

Thể tích rác (L/1000 m 3 ) Khoảng giá trị Giá trị điển hình

2.1.1.2 Song chắn rác cơ khí:

Song chắn rác cơ khí được làm bằng kim loại và đặt ở cửa vào kênh dẫn với góc nghiêng từ 45 đến 60 độ cho phương pháp làm sạch thủ công, hoặc từ 75 đến 85 độ cho phương pháp làm sạch bằng máy Tiết diện của song chắn có thể là tròn, vuông hoặc hỗn hợp; trong đó, tiết diện hỗn hợp là phổ biến nhất do hiệu suất giữ rác tốt hơn Vận tốc nước chảy qua song chắn rác được giới hạn từ 0,6 đến 1 m/s để tránh việc rác bị đẩy qua khe, trong khi vận tốc tối thiểu là 0,4 m/s để ngăn chặn sự phân hủy chất rắn Thiết bị này chủ yếu sử dụng cho các trạm xử lý nhỏ với lượng rác trên 0,1 m³/ngày, hoạt động liên tục với cơ cấu cào tự động được kết nối với động cơ điện Song chắn rác thường được bố trí tại các máng dẫn hoặc mương dẫn nước thải trước trạm bơm và các công trình xử lý nước thải.

Bảng 2.3 Đặc điểm và khối lượng của các loại rác ra khỏi nước thải bằng song chắn rác tinh [5]

Khe hở giữa các song thanh chắn (mm) Độ ẩm (%) Khối lượng riêng (kg/m 3 )

Khoảng giá trị Giá trị điển hình

Song chắn rác quay 6,25 80 – 90 900 – 1100 30 – 60 45 d Ưu điểm:

Sử dụng song chắn rác tinh giúp giữ lại các loại rác có đường kính nhỏ và các hợp chất mịn, mang lại hiệu quả cao hơn Điều này có thể cho phép loại bỏ bể lắng đợt 1 trong các công trình xử lý nước thải.

+ Không cần người vận hành

+ Dễ dàng khi vệ sinh

+ Vận tốc dòng chảy ổn định

+ Loại bỏđược SS nhỏ: 1 – 10 mm e Khuyết điểm:

+ Tốn chi phí điện năng.

+ Thích hợp với lưu lượng nhỏ

Lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải từ các khu dân cư và công trình công cộng như nhà máy thường xuyên thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của hệ thống thoát nước Sự biến động này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả xử lý nước thải Để cải thiện quá trình lọc, việc điều hòa lưu lượng dòng chảy là rất cần thiết, và một trong những giải pháp tối ưu là thiết kế bể điều hòa lưu lượng.

Bểđiều hòa được phân loại như sau:

+ Bểđiều hòa cảlưu lượng và nồng độ

Bể điều hòa là một công trình quan trọng trong xử lý nước thải, nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, từ đó nâng cao hiệu suất cho các công trình xử lý phía sau Nguyên tắc hoạt động của bể là cố định thể tích và cung cấp khí oxy để khử các thành phần ô nhiễm Vị trí lắp đặt bể điều hòa cần được xác định dựa trên nồng độ chất rắn lơ lửng (SS), cụ thể là trước bể lắng 1 khi SS < 400mg/l và sau bể lắng 1 khi SS > 400mg/l Bể điều hòa thường được sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng và nồng độ không ổn định Về cấu tạo, bể điều hòa thường có hình chữ nhật, được xây dựng bằng bê tông cốt thép, với đáy có rốn tập trung nước để dễ dàng tháo khô bằng bơm hoặc trọng lực Bể điều hòa có hai loại chính.

Bể điều hòa lưu lượng và nồng độ được trang bị thiết bị khuấy trộn, có thể là thiết bị cơ học hoặc khí nén Hệ thống khí nén trong bể này bao gồm các ống đục lỗ, đĩa phân phối khí, ejector sục khí và ống đứng kiểu bơm airlift, giúp tối ưu hóa quá trình khuấy trộn và điều hòa môi trường bên trong.

Bể điều hòa lưu lượng là một hệ thống không có thiết bị khuấy trộn, được thiết kế với nhiều ngăn để quản lý dòng chảy hiệu quả Định kỳ, từng ngăn sẽ được tháo khô để thực hiện việc xúc cát và lắng cặn ra ngoài Nguyên lý hoạt động của bể điều hòa thường được đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng I, đảm bảo quá trình xử lý nước thải diễn ra liên tục và hiệu quả.

Nhờ cơ chế sục khí liên tục và lưu giữ nước trong một khoảng thời gian nhất định, lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải được duy trì ổn định Để chuyển nước sang các công trình tiếp theo, cần sử dụng máy bơm.

Bể điều hòa được đặt sau hố thu gom và nhận nước thải trực tiếp từ hố gom, với thiết kế nửa chìm nửa nổi trên mặt đất Tại mỗi bể điều hòa, có thể sử dụng cánh khuấy hoặc sục khí để điều chỉnh nồng độ các chất trong nước thải Phương pháp sục khí bằng máy nén được lựa chọn vì tiêu thụ điện năng thấp và tăng cường lượng oxy hòa tan trong nước, giúp cải thiện quá trình oxy hóa Crom và Xyanua Sau khi điều hòa, nước thải sẽ có hàm lượng oxy hòa tan cao, mang lại nhiều lợi ích cho quá trình xử lý.

+ Xử lý sinh học được nâng cao, giảm nhẹ quá tải, pha loãng các chất gây ức chế sinh học và pH được ổn định

+ Chất lượng đầu ra và hiệu quả nén bùn của bể lắng đợt 2 được cải thiện do bông cặn đặc chắc hơn.

+ Diện tích bề mặt lọc giảm, hiệu quả lọc được nâng cao, và hơn nữa chu kì rửa lọc đồng đều hơn do tải lượng thuỷ lực thấp hơn.

Trong xử lý hóa học, việc ổn định tải lượng giúp dễ dàng kiểm soát giai đoạn chuẩn bị và bổ sung hóa chất, từ đó nâng cao độ tin cậy của quy trình Tuy nhiên, điều này cũng đi kèm với một số nhược điểm.

+ Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng cần tương đối lớn

+ Bểđiều hoà ở những nơi gần khu dân cư cần được che kín để hạn chế mùi + Đòi hỏi phải khuấy trộn và bảo dưỡng

+ Chi phí đầu tư tăng.

Bể lắng là thiết bị quan trọng trong quá trình xử lý nước, giúp tách các chất rắn lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn nước Các chất rắn này sẽ lắng xuống đáy bể, trong khi chất rắn hòa tan tiếp tục theo dòng nước đến các công trình xử lý tiếp theo Để đảm bảo hiệu quả, cần sử dụng thiết bị thu gom cặn để chuyển các chất lắng xuống đến nơi xử lý.

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA H Ọ C

Phương pháp xử lý hóa học nước thải sử dụng hóa chất để tương tác với các tạp chất, dẫn đến biến đổi hóa học Quá trình này tạo ra cặn lắng (kết tủa) hoặc phân hủy các chất độc hại thành dạng hòa tan an toàn, giúp ngăn ngừa ô nhiễm môi trường.

Phương pháp xử lý hóa học có thể bao gồm: phương pháp trung hòa nước thải chứa axit hay kiềm, phương pháp oxy hóa khử, phương pháp điện hóa,…

Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm: bể keo tụ tạo bông, bể tuyển nổi…

2.2.1 Bể keo tụ tạo bông [4]

Bể keo tụ tạo bông là giải pháp hiệu quả giúp giảm độ đục, khử màu và loại bỏ các chất ô nhiễm hòa tan như kim loại nặng, cặn lơ lửng và vi sinh vật nhỏ Những chất này thường tồn tại ở dạng phân tán, khó loại bỏ qua quá trình lắng truyền thống Trong quá trình keo tụ, việc sử dụng chất keo tụ giúp giảm thiểu đáng kể lượng chất lơ lửng, mùi và màu sắc Ngoài ra, các chất như silicat, hydratcacbon, chất béo, dầu mỡ và vi khuẩn cũng được loại bỏ Để tăng cường hiệu quả lắng và rút ngắn thời gian lắng, có thể thêm vào nước thải các hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt và polymer, giúp kết dính các chất khuếch tán thành các hạt lớn hơn, từ đó lắng nhanh hơn.

Các chất keo tụ thường được sử dụng bao gồm phèn nhôm như Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O và NH4Al(SO4)2.12H2O; bên cạnh đó, phèn sắt như Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 cũng là những lựa chọn phổ biến Ngoài ra, còn có các chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp.

Chất keo tụthường dùng là muối sunfat nhôm (phèn nhôm), sunfat sắt và clorua sắt (phèn sắt),…

Phương pháp keo tụ là một kỹ thuật hiệu quả trong việc xử lý nước và khử màu nước thải Sau khi tạo ra bông cặn lớn, quá trình lắng sẽ giúp loại bỏ các chất phân tán không tan, từ đó làm giảm màu sắc trong nước.

Hình 2.10 Bể keo tụ - tạo bông [4]

Hình 2.11 Quá trình keo tụ tạo bông trong xửlý nước [5]

Các nguyên tắc của tuyển nổi không khí hòa tan (DAF) bao gồm sự hình thành và kích thước bong bóng, tương tác giữa các hạt bong bóng, cũng như các biện pháp cung cấp không khí và mô hình hóa các vùng phản ứng trong bể tuyển nổi Để đạt được điều kiện tuyển nổi thuận lợi cho việc gắn kết bong bóng vào các hạt, cần giảm điện tích của các hạt và tạo ra các điểm kỵ nước trên bề mặt của chúng.

Mục đích chính của tuyển nổi là tách các hợp chất không tan hoặc những hợp chất tan nhưng có khả năng lắng kém, bằng cách kết dính vào các bọt khí nổi lên Trong xử lý nước thải chăn nuôi, phương pháp này được áp dụng để loại bỏ các chất rắn nhỏ, lắng kém Các loại bể tuyển nổi phổ biến thường được sử dụng trong quy trình này.

Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học, đặc biệt là tuabin hướng trục, được ứng dụng phổ biến trong ngành khai khoáng và xử lý nước thải Các thiết bị này có khả năng tạo ra bọt khí nhỏ, góp phần nâng cao hiệu quả trong quá trình tuyển nổi.

Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén là phương pháp hiệu quả trong xử lý nước thải, giúp tạo ra các bọt khí qua vòi phun và tấm xốp Phương pháp này đặc biệt hữu ích cho nước thải chưa chứa tạp chất, giúp bảo vệ các thiết bị cơ giới và các chi tiết chuyển động khỏi sự ăn mòn.

Tuyển nổi với tách không khai với nước, bao gồm tuyển nổi chân không, tuyển nổi không áp và tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước, là phương pháp phổ biến trong xử lý nước thải chứa chất bẩn kích thước nhỏ Phương pháp này cho phép tạo ra bọt khí rất nhỏ, giúp nâng cao hiệu quả tách chất bẩn khỏi nước.

+ Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học, tuyển nổi hóa học

Hình 2.12 Bể tuyển nổi áp lực [4] a Nguyên lý hoạt động:

Không khí được hòa tan dưới áp lực trong chất lỏng sạch và bơm vào bể tuyển nổi, tạo ra áp suất không khí kết hợp với chất lỏng, dẫn đến sự hình thành các bong bóng khí siêu bão hòa có kích thước Micro Những bong bóng này tạo ra lực hấp dẫn, bám dính vào các phần tử rắn lơ lửng trong nước, giúp nâng chúng lên bề mặt và hình thành lớp bùn nổi, được loại bỏ bằng dàn cào ván bùn Các chất rắn nặng sẽ lắng xuống đáy hồ và được thu gom bằng bơm hút bùn để đưa về khu xử lý bùn.

Bể tuyển nổi có cấu trúc hình tròn hoặc hình chữ nhật, với hai dàn cào bùn ở trên và đáy bể Thiết bị này được kết nối với các thiết bị phụ trợ như bình trộn nước, bơm nước trộn và máy nén khí, mang lại hiệu quả cao trong quá trình xử lý nước.

+ Hiệu quả loại bỏ TSS và dầu mỡ cao 85 – 95%

+ Giảm thời gian xử lý nước và diện tích so với các công trình khác

+ Các hạt cặn hữu cơ khó lắng khi kết hợp với hóa chất đem lại hiệu suất tuyển nổi cao

+ Bùn cặn thu được có độẩm thấp, có thể tái sử dụng d Nhược điểm:

+ Chi phí đầu tư, bảo dưỡng thiết bị cao

+ Đòi hỏi nhân viên vận hành phải có kỹ thuật cao do quá trình kiểm soát áp suất khó khăn.

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH H Ọ C

Phương pháp sinh học dựa vào khả năng của vi sinh vật trong việc phân hủy các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm nước Các vi sinh vật này sử dụng chất hữu cơ và khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng, tạo ra năng lượng cần thiết cho sự phát triển Trong quá trình dinh dưỡng, chúng hấp thụ các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, dẫn đến sự gia tăng sinh khối Quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ vi sinh vật được gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa.

Phương pháp xử lý sinh học có thể được thực hiện trong hai điều kiện: hiếu khí, tức là có sự hiện diện của oxy, và kỵ khí, tức là không có oxy.

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải thông qua oxy hòa tan Nếu oxy được cung cấp bằng thiết bị hoặc cấu trúc công trình, đó là xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Ngược lại, nếu oxy được hòa tan nhờ các yếu tố tự nhiên, quá trình này diễn ra trong điều kiện tự nhiên.

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ thông qua sự lên men kỵ khí Đối với hệ thống thoát nước quy mô vừa và nhỏ, thường áp dụng các công trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng và phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong cả pha rắn và pha lỏng.

Phương pháp xử lý sinh học là giải pháp hiệu quả để làm sạch hoàn toàn nước thải chứa chất hữu cơ hòa tan hoặc phân tán nhỏ Thông thường, phương pháp này được áp dụng sau khi đã loại bỏ các tạp chất thô từ nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao.

2.3.1 Bể Aerotank – Bể hiếu khí bùn hoạt tính: [20]

Khi nước thải được đưa vào bể thổi khí (bể Aerotank), các bông bùn hoạt tính hình thành từ các phân tử cặn lơ lửng, nơi các vi khuẩn hiếu khí cùng với động vật nguyên sinh, nấm và xạ khuẩn phát triển, tạo ra bông bùn màu nâu sẫm có khả năng hấp thụ chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan Vi khuẩn và sinh vật sống sử dụng chất nền (BOD) và dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn, chuyển hóa chúng thành chất trơ không hòa tan và tế bào mới Trong quá trình này, lượng bùn hoạt tính trong Aerotank tăng dần và sau đó được tách ra tại bể lắng đợt hai, với một phần bùn quay lại bể Aerotank để tiếp tục tham gia vào chu trình xử lý nước thải.

Bể Aerotank có thể phân thành các nhớm sau:

+ Theo nguyên tắc làm việc, bể Aerotank truyền thống, bể Aerotank oxy hóa hoàn toàn và bể Aerotank tải trọng cao

+ Theo sơ đồ công nghệ, bể Aerotank một bậc và bể Aerotank nhiều bậc + Theo cấu trúc dòng chảy, bểAerotank đẩy, bể Aerotank trộn và bể Aerotank kết hợp

Bể Aerotank là một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, sử dụng các phương pháp làm thoáng như khí nén, máy khuấy cơ học, kết hợp và làm thoáng áp lực thấp với quạt gió Bể thường có hình chữ nhật, được xây dựng bằng bê tông – cốt thép, với chiều cao tối thiểu 2,5m để đảm bảo lượng khí sục được hòa tan trong nước hiệu quả Bên trong bể có hệ thống phân phối khí gồm đĩa thổi khí và ống phân phối khí, cùng với máy thổi khí để cung cấp khí.

Cấu tạo của bể phải thoảmãn 3 điều kiện:

+ Giữđược liều lượng bùn cao trong bể

+ Cho phép vi sinh phát triển liên lục ởgiai đoạn “bùn trẻ”

Để đảm bảo oxy cần thiết cho vi sinh vật trong bể, nguyên lý hoạt động của hệ thống là vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải, như chất dinh dưỡng, nhằm sinh trưởng và phát triển Qua thời gian, sinh khối vi sinh vật tăng lên, dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải giảm Các chất lơ lửng trong bể đóng vai trò là hạt nhân cho vi sinh vật cư trú, sinh sản và phát triển thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Hệ thống này mang lại nhiều ưu điểm cho quá trình xử lý nước thải.

+ Hiệu suất xửlý BOD lên đến 90%

+ Loại bỏđược Nitơtrong nước thải

+ Vận hành dơn giản, an toàn

+ Thích hợp với nhiều loại nước thải

+ Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không phải gia tăng thể tích bể d Nhược điểm:

+ Thể tích công trình lớn và chiếm nhiều mặt bằng hơn.

+ Chi phí xây dựng công trình và đầu tư thiết bị lớn hơn.

Chi phí vận hành cho hệ thống xử lý nước thải thường cao, đặc biệt là chi phí năng lượng cho quá trình sục khí, và không có khả năng thu hồi năng lượng Hệ thống này có thể áp dụng cho nhiều loại nước thải có ô nhiễm hữu cơ, bao gồm nước thải từ trường học, khu dân cư, bệnh viện và ngành thủy sản.

2.3.2 Bể UASB – Bể sinh học kỵ khí: [4] Được xây dựng bằng gạch hoặc bê tông cốt thép, có nắp kín bằng nhựa, kim loại, gỗ hoặc bê tông BểUASB được sử dụng rộng rãi để xử lý các loại nước thải của các nhà máy công nghiệp thực phẩm hoặc cho các khu dân cư có lưu lượng < 500m3/ngày đêm. a Nguyên lý hoạt động: Bể có cấu tạo 2 ngăn: Ngăn lắng và ngăn lên men Trong bể diễn ra 2 quá trình: lọc trong nước thải qua tầng cặn lơ lửng và lên men lượng cặn giữ lại Nhờ các vi sinh vật có trong bùn hoạt tính mà các chất bẩn trong nước thải đi từdưới lên, xuyên qua lớp bùn bị phân hủy Trong bể, các vi sinh vật liên kết nhau lại và hình thành các hạt bùn lớn đủ nặng để không bị rửa trôi ra khỏi thiết bị Bùn được xả ra khỏi bể UASB từ 3 – 5 năm/lần nếu nước thải đưa vào đã qua bể lắng I, hoặc 3 – 6 tháng/lần nếu nước thải đưa vào xử lý trực tiếp Bểđược sử dụng để xửlý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao.

Hình 2.14 Bể UASB [4] b Ưu Điểm:

+ Chi phí đầu tư và vận hành thấp

+ Lượng hóa chất cần bổ sung ít

+ Không đòi hỏi cấp khí, đỡ tốn năng lượng, có thể thu hồi, tái sử dụng năng lượng từbiogas Lượng bùn sinh ra ít

+ Cho phép vận hành với tải trọng hữu cơ cao, giảm diện tích công trình c Khuyết Điểm:

+ Giai đoạn khởi động kéo dài

+ Dễ bị sốc tải khi chất lượng nước vào biến động

+ Bịảnh hưởng bởi các chất độc hại

+ Khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động

2.3.3 Bể Anoxic – Bể sinh học thiếu khí: [4]

Bể Anoxic được thiết kế bằng bê tông cốt thép, bao gồm ba thành phần chính: máy bơm khuấy trộn nước, hệ thống hồi lưu bùn và hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng.

Máy bơm khuấy trộn nước, hay còn gọi là máy khuấy chìm, là thiết bị quan trọng trong việc khuấy trộn nước thải, giúp ngăn chặn hiện tượng lắng đọng trong bể Thiết bị này đảm bảo sự đồng nhất của các chất trong nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí phát triển mạnh mẽ trong môi trường bể.

Bằng cách sử dụng máy bơm khuấy trộn trong bể anoxic, quá trình khử nitrat sẽ được tăng cường nhờ sự tiếp xúc giữa nước thải và bùn thiếu khí Điều này giúp tăng tốc độ khử nitơ, mang lại hiệu quả cao hơn cho hệ thống xử lý nước thải.

+ Hệ thống hồi lưu bùn: là hệ thống mang chức năng đẩy và trích trữlượng bùn vi sinh sau quá trình xử lý chất thải trở lại bể anoxic

Hệ thống cung cấp dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các dưỡng chất cần thiết cho vi sinh vật thiếu khí, giúp chúng phát triển mạnh mẽ hơn Nguyên lý hoạt động của hệ thống này bắt đầu từ việc xử lý sinh học nước thải, sau đó nước thải sẽ được dẫn vào bể thiếu khí Anoxic để tham gia vào các phản ứng Nitrat hóa và Phophorit.

• Quá trình nitrat hóa diễn ra như sau:

Hai loại vi khuẩn chủ yếu tham gia vào quá trình khử nitrat và nitrit là Nitrosonas và Nitrobacter Trong điều kiện thiếu oxy, các vi khuẩn này thực hiện quá trình chuyển hóa nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) một cách hiệu quả.

NH3 → NO 3 → NO 2 → NO → N 2 O → N 2 (gas)

Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là nitơ đã được xử lý

• Quá trình photphorit hóa diễn ra như sau:

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƯỚ C TH Ả I

Khử trùng nước thải thường được thực hiện bằng cách tiêm dung dịch clo vào đầu cuối của lưu vực tiếp xúc Liều lượng clo thường dao động từ 5 đến 15 mg/l, tùy thuộc vào cường độ nước thải và các yếu tố khác Hiệu quả diệt khuẩn của clo và các chất khử trùng khác chịu ảnh hưởng bởi độ pH, thời gian tiếp xúc, hàm lượng chất hữu cơ và nhiệt độ của nước thải.

Sau khi xử lý cơ học và sinh học, nồng độ ô nhiễm đã giảm và số lượng vi khuẩn gây bệnh cũng giảm đáng kể Tuy nhiên, để đạt tiêu chuẩn quy định, cần thực hiện các biện pháp khử trùng và diệt khuẩn nhằm loại bỏ vi khuẩn còn lại Điều này đặc biệt quan trọng đối với nước thải y tế, nơi cần loại bỏ mầm bệnh trước khi xả thải Mục tiêu chính của quá trình khử trùng là đảm bảo an toàn cho môi trường và sức khỏe cộng đồng.

+ Giảm mầm bệnh vi khuẩn xuống dưới tiêu chuẩn tối thiểu

+ Không dẫn đến sựgai tăng độc tính xả của nước thải

+ Không dẫn đến nguy cơ gia tăng đối với sức khỏe con người hoặc môi trường do việc vận chuyển, lưu trữ hoặc xử lý hóa chất khử trùng

Theo nguyên lý, các quá trình khử trùng có thể là lý học hoặc hóa học

2.4.1 Các phương pháp lý học [22] a Phương pháp nhiệt

Xử lý nước bằng nhiệt độ cao hơn mức tối đa của vi sinh vật có thể làm biến tính cấu trúc và chức năng của tế bào Khi đun sôi nước ở 100°C, hầu hết vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt, nhưng một số vi khuẩn sẽ chuyển sang dạng bào tử với lớp bảo vệ vững chắc khi nhiệt độ tăng Để tiêu diệt nhóm vi khuẩn bào tử này, cần đun sôi nước đến 120°C hoặc thực hiện theo quy trình: đun sôi ở điều kiện bình thường trong 15 đến 20 phút, để nước nguội xuống dưới 35°C và giữ trong hai giờ cho bào tử phát triển trở lại, sau đó đun sôi nước một lần nữa.

Phương pháp nhiệt tuy đơn giản nhưng tốn năng lượng nên thường chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ b Khử trùng bằng tia cực tím

Tia cực tím (UV) là bức xạ điện từ có bước sóng từ 4 đến 400 nm, nằm ngoài khả năng nhìn thấy của mắt thường Việc sử dụng tia cực tím trong khử trùng nước không ảnh hưởng đến tính chất hóa học và lý học của nước.

Tia cực tím có khả năng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn, với các axit nucleic hấp thụ năng lượng ở bước sóng 240 – 280 nm, từ đó ức chế quá trình sinh sản và phát triển của chúng Trong số đó, tia cực tím có bước sóng 254 nm mang lại hiệu quả diệt khuẩn cao nhất.

Phương pháp này có nhược điểm là chi phí vận hành cao và độ đục của nước cùng với chất nhờn bám vào đèn có thể cản trở tác dụng của tia cực tím, dẫn đến giảm hiệu quả khử trùng.

Dòng siêu âm với cường độ không nhỏ hơn 2 w/cm² trong thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước Tuy nhiên, việc lắp đặt và sử dụng phương pháp này thường phức tạp và khó điều khiển Phương pháp lọc có thể được áp dụng, vì đại bộ phận vi sinh vật trong nước (trừ siêu vi trùng) có kích thước từ 1 – 2 mm.

Quá trình lọc nước qua lớp lọc có kích thước khe rỗng nhỏ hơn 1 àm có thể loại trừ được đa số vi khuẩn Các tấm sành hoặc tấm sứ có khe rỗng cực nhỏ thường được sử dụng cho phương pháp này, nhưng yêu cầu nước đầu vào phải có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2mg/l Tuy nhiên, phương pháp này cũng tồn tại một số nhược điểm, bao gồm việc phải thường xuyên thay lõi lọc và không tiêu diệt được vi sinh vật.

Khử trùng nước bằng các phương pháp vật lý mang lại lợi ích lớn vì không làm thay đổi tính chất lý hóa của nước và không gây tác dụng phụ Tuy nhiên, do hiệu suất thấp, các phương pháp này thường chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ, phù hợp với các điều kiện kinh tế và kỹ thuật hiện có.

2.4.2 Các phương pháp hóa học [22]

Phương pháp hóa học trong khử trùng dựa vào việc sử dụng các chất oxy hóa mạnh để tiêu diệt men của tế bào vi sinh, với các hóa chất phổ biến như clo, brom, iod, clo dioxit, axit hypoclorit, ozone, kali permanganate và hydro peroxit Nhờ hiệu suất cao, khử trùng bằng hóa chất đã trở thành một phương pháp được áp dụng rộng rãi ở nhiều quy mô khác nhau Trong đó, khử trùng nước bằng clo và các hợp chất của nó là phương pháp đơn giản, tiết kiệm và hiệu quả cao, với nhiều loại clo được sử dụng cho mục đích này.

+ Natri hypoclorit dạng lỏng NaClO

+ Canxi hypoclorit dạng rắng CaCl2(ClO)2.2H2O

Clo là một chất oxy hóa mạnh, và khi kết hợp với nước, dù ở dạng nguyên chất hay hợp chất, nó tạo ra axit hypoclorit (HOCl), một chất có khả năng khử trùng hiệu quả.

HClO rất yếu, không bền và dễ phân hủy ngay thành HCl và oxy nguyên tử hoặc tạo thành H + + OCl – :

Cl2 + H2O -> HCl + HOCl HOCl -> HCl + O HOCl -> H + + OCl –

Hoặc CaCl2O + 2H2O -> Ca(OH)2 + 2HClO + CaCl2

Quá trình tiêu diệt vi sinh vật diễn ra qua hai giai đoạn chính: đầu tiên, chất khử trùng thẩm thấu qua màng tế bào vi sinh, sau đó tương tác với enzyme bên trong tế bào, gây rối loạn quá trình trao đổi chất và cuối cùng dẫn đến cái chết của tế bào.

Tốc độ khử trùng phụ thuộc vào động học khuếch tán của chất diệt trùng qua vỏ tế bào và quá trình phân hủy men tế bào.

Nhược điểm của phương pháp này là ảnh hưởng bởi pH và nhiệt độ, có thể làm giảm pH của nước b Khử trùng nước bằng iod

Iod là chất oxy hóa mạnh và thường được dùng để khửtrùng nước ở các bể bơi

Là chất khó hào tan nên iod được dùng ở dạng dung dịch bảo hòa

Khi độ pH của nước dưới 7, liều lượng iod cần sử dụng từ 0,3 đến 1 mg/l Việc sử dụng iod vượt quá 1,2 mg/l có thể gây ra mùi vị khó chịu trong nước Bên cạnh đó, khử trùng bằng ozone cũng là một phương pháp hiệu quả.

Ozon là chất khí, có khảnăng oxy hóa mạnh Trong nước, ozon bị phân ly theo các phản ứng:

Ozone được sản xuất bằng cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phát tia lửa điện Để cung cấp đủ lượng ozone cần thiết cho quá trình khử trùng tại nhà máy xử lý nước, người ta sử dụng máy phát tia lửa điện với hai điện cực kim loại được đặt cách nhau, cho phép không khí lưu thông giữa chúng.

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN C Ặ N [23]

Trong các trạm xử lý nước thải, cặn lắng từ song chắn rác và bể lắng I, II thường có khối lượng lớn, chứa đến 97-99% nước và nhiều chất hữu cơ Do đó, việc xử lý cặn là cần thiết để giảm độ ẩm và loại bỏ vi sinh vật độc hại trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

2.5.1 Xử lý bùn thải bằng phương pháp lược bỏ các tạp chất khô [23]

Một trong những phương pháp xử lý bùn thải hiệu quả là loại bỏ các tạp chất khô Việc này thực hiện đơn giản, chỉ cần loại bỏ tạp chất khô để ngăn ngừa tình trạng tắc nghẽn đường ống và máy bơm Điều này giúp duy trì hoạt động quản lý và vận hành của hệ thống mà không bị cản trở.

2.5.2 Xử lý bằng phương pháp nén bùn [23]

Phương pháp nén bùn, hay còn gọi là cô đặc bùn, là một trong những giải pháp hiệu quả trong xử lý bùn thải hiện nay Mục tiêu chính của nén bùn là tăng nồng độ chất rắn và giảm độ ẩm của bùn, từ đó giúp tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường.

2.5.3 Xử lý bằng phương pháp tách nước [23]

Phương pháp tách nước là một giải pháp hiệu quả để xử lý bùn thải, trong đó lọc ép cơ giới được ưa chuộng hơn so với sân phơi bùn Thiết bị lọc ép thường sử dụng vải lọc hoặc màng lọc, giúp giảm hàm lượng nước trong bùn Hàm lượng chất rắn thu được từ quá trình lọc ép có thể dao động từ 20% đến 40%, tùy thuộc vào loại bùn và thiết bị lọc ép được sử dụng.

2.5.4 Xử lý bằng phương pháp ổn định bùn cặn [23]

Mục đích của việc ổn định bùn thải là để phân hủy các thành phần hữu cơ, giảm khối lượng và tạo ra sản phẩm an toàn, ít mùi hôi cho cộng đồng Có nhiều phương pháp ổn định bùn cặn, bao gồm phân hủy hiếu khí, kỵ khí, ủ phân compost, ổn định bằng vôi và xử lý nhiệt.

Trong quá trình xử lý bùn nhằm giảm hàm lượng bùn phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải, việc bổ sung chế phẩm sinh học đã được áp dụng để tăng tốc độ phân hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy Hoạt động của các vi sinh vật giúp oxy hóa nhanh chóng các hợp chất này, dẫn đến việc giảm đáng kể thể tích bùn.

M Ộ T S Ố SƠ ĐỒ CÔNG NGH Ệ X Ử LÝ NƯỚ C TH Ả I NHI Ễ M D Ầ U TRÊN

Hình 2.21 Sơ đồ công nghệ xửlý nước thải nhiễm dầu công ty PTSC Dầu khí Việt

Nguồn tiếp nhận QCVN 40:2011/BTNMT c ộ t A

Bể keo tụ tạo bông

Hình 2.22 Sơ đồ công nghệ xửlý nước thải khai thác đá vôi nhà máy lọc dầu

PAC, Polymer Đ i ề u ch ỉ nh pH

Ngu ồ n ti ế p nh ậ n QCVN 40:2011/BTNMT

ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

KHAI TOÁN CHI PHÍ

VẬN HÀNH - QUẢN LÝ - GIẢI QUYẾT SỰ CỐ