(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu thực trạng công nghệ và hệ thống xử lý nước thải tại một số chung cư cao tầng ở hà nội

Để đáp ứng được yêu cầu trên, việc nghiên cứu, đánh giá thực trạng công nghệ và hệ thống xử lý nước thải khu chung cư, cao ốc để tìm ra hướng đầu tư hợp lý nhất với chi phí đầu tư thấp v

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

LÊ HẢI LINH

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ CHUNG CƯ CAO TẦNG Ở HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

LÊ HẢI LINH

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ CHUNG CƯ CAO TẦNG Ở HÀ NỘI

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 8520320.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN MẠNH KHẢI

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TÒA NHÀ 3

1.1.1 Đặc tính nước thải tòa nhà 3

1.1.2.Một số chỉ tiêu ô nhiễm chủ yếu của nước thải sinh hoạt: 6

1.2 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC8 1.3 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TIÊN TIẾN ĐƯỢC ÁP DỤNG RỘNG RÃI TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY 12

1.3.1 Công nghệ A-O/AAO 12

1.3.2 Công nghệ xử lý bằng bể sinh học ASBR 16

1.3.3 Công nghệ xử lý nước thải bằng bể MBBR 18

1.3.4 Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp MBR 21

1.4 NHỮNG BẤT CẬP CỦA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI VIỆT NAM 23

1.5 XÂY DỰNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ, HTXLNT PHÙ HỢP: 25

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 26

2.1.1 Tòa nhà Chung cư Trung Yên Plaza 26

2.1.2 Tòa nhà Chung cư Dolphin Plaza 29

2.1.3 Tòa nhà Chung cư The Legend 31

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.2.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu 35

2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát, lấy mẫu thực địa 35

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 35

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 THỰC TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA BA TÒA NHÀ 36

3.1.1 Quy mô và công suất, lưu lượng thải thực tế 36

3.1.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải 36

3.1.3 Diện tích xây dựng và chi phí đầu tư 51

3.1.4 Chi phí vận hành, bảo trì hệ thống 53

3.2 ĐÁNH GIÁ CÁC TIÊU CHÍ SO SÁNH CÔNG NGHỆ XLNT 62

3.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC TÒA NHÀ CHUNG CƯ 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

1 Kết luận 66

2 Kiến nghị 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

DANH MỤC HÌNH VẼ Chương 1:

Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ AO/AAO 12Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ xử lý bằng bể sinh học ASBR 16Hình 1 3 Hình ảnh màng sợi MBR 22Hình 1 4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải SBR 23

Chương 2:

Hình 2 1 Vị trí địa lý của Chung cư Trung Yên Plaza 27Hình 2 2 Vị trí địa lý của Chung cư Dolphin Plaza 29Hình 2 3 Vị trí địa lý của Chung cư The Legend 32

Chương 3:

Hình 3 1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bể tự hoại 37Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải Chung cư Dolphin Plaza 40Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của Chung cư The Legend 46Hình 3 4 Nguyên lý thiết kế hệ màng sợi rỗng cố định MBR hãng KOCH 51Hình 3 5 So sánh diện tích dây chuyền công nghệ giữ hệ thống bùn hoạt tính thông thường và hệ thống dùng công nghệ lọc màng MBR 65

DANH MỤC BẢNG BIỂU Chương 1:

Bảng 1 1 Tiêu chuẩn nước cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt và các nhu cầu

khác tính theo đầu người đối với các điểm dân cư 4

Bảng 1.2 Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt 6

Chương 2: Bảng 2 1 Các hạng mục xây lắp tại Chung cư Trung Yên Plaza 27

Bảng 2 2 Nhu cầu sử dụng nước của Chung cư Trung Yên Plaza 28

Bảng 2 3 Các hạng mục xây lắp tại Chung cư Dolphin Plaza 30

Bảng 2 4 Nhu cầu sử dụng nước của Chung cư Dolphin Plaza 31

Bảng 2 5 Các hạng mục xây lắp tại Chung cư The Legend 33

Bảng 2 6 Nhu cầu sử dụng nước của Chung cư The Legend 33

Chương 3: Bảng 3.1 Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại Chung cư Trung Yên Plaza 39

Bảng 3.2 Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại Chung cư Dolphin Plaza 45

Bảng 3 3 Tiêu chí nước thải trước khi vào ngăn chứa màng MBR 49

Bảng 3.4 Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại Chung cư The Legend 51

Bảng 3.5 So sánh chi phí xây dựng hệ thống xử lý nước thải của ba mô hình 52

Bảng 3.6 Chi phí hóa chất vận hành trạm xử lý nước thải Chung cư Trung Yên Plaza 53

Bảng 3.7 Chi phí điện năng vận hành trạm xử lý nước thải 53

Bảng 3.8 Chi phí hóa chất vận hành trạm xử lý nước thải Chung cư Dolphin Plaza 54

Bảng 3.10 Chi phí hóa chất vận hành trạm xử lý nước thải Chung cư The Legend 56Bảng 3.11 Chi phí điện năng vận hành trạm xử lý nước thải 57Bảng 3.12 Kết quả quan trắc chất lượng nước thải của các cơ sở sau hệ thống

xử lý nước thải 59Bảng 3.13 Kết quả kiểm tra chất lượng nước thải của các cơ sở sau hệ thống

xử lý nước thải tự lấy mẫy 60Bảng 3 14 Bảng phân tích chất lượng nước của chung cư The Legend 61Bảng 3 15 Các tiêu chí so sánh của ba công nghệ XLNT 62

7 ĐHKHTN Đại học khoa học tự nhiên

lý hoặc không được xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường sống cũng như sức khỏe con người Tại các đô thị của các nước phát triển, vấn đề xử lý nước thải các tòa nhà chung cư trong hệ thống xử lý nước thải của thành phố được kiểm soát chặt chẽ [9] Tuy nhiên, tại Việt Nam nói chung và Hà Nội nói riêng vẫn chưa được quan tâm nhiều, nhiều chủ đầu tư các tòa nhà lắp đặt hệ thống xử lý nước thải chủ yếu mang tính chất đối phó để xin giấy phép xả nước thải ra hệ thống của thành phố Nên hầu hết hệ thống xử lý nước thải các tòa nhà nếu có đều nhanh chóng xuống cấp, lạc hậu hoặc hoạt động không hiệu quả do chủ quan muốn giảm chi phí đầu tư, chi phí vận hành [3] Vậy vấn đề đặt ra là làm sao để có một hệ thống xử lý nước thải cho khu chung cư, cao ốc đạt hiệu quả mà chi phí đầu tư được tiết kiệm, chất lượng nước thải ra môi trường tốt, hiệu quả vận hành cao là điều rất quan trọng

Để đáp ứng được yêu cầu trên, việc nghiên cứu, đánh giá thực trạng công nghệ

và hệ thống xử lý nước thải khu chung cư, cao ốc để tìm ra hướng đầu tư hợp lý nhất với chi phí đầu tư thấp và đảm bảo được chất lượng nước đầu ra đạt yêu cầu cùng với đánh giá phù hợp với các nhu cầu thực tế khác là cần thiết trong thời điểm hiện tại Tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu thực trạng công nghệ và hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại một số chung cư ở Hà Nội” với mục tiêu sau:

1 Nghiên cứu thực trạng công nghệ và hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại

ba tòa nhà chung cư tại Hà Nội tiêu biểu cho ba loại công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

2 So sánh và đánh giá ưu nhược điểm của công nghệ và hệ thống xử lý nước thải dựa vào kết quả, nhu cầu thực tế

3 Đề xuất áp dụng công nghệ và hệ thống xử lý hợp lý nhất cho nước thải sinh hoạt cho Tòa nhà ở Hà Nội trong thời gian tới

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nước thải tòa nhà

1.1.1 Đặc tính nước thải tòa nhà

Tòa nhà chủ yếu vẫn bao gồm các căn hộ phục vụ sinh sống cho người dân Ngoài ra một số khu cao cấp còn kinh doanh trung tâm thương mại, nhà hàng, cho thuê kiot,… vì vậy nước thải của tòa nhà chủ yếu là nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt chia ra làm hai loại nước thải: nước thải đen và nước thải xám Nước thải đen là phân và nước thải từ nhà vệ sinh, nước thải xám bao gồm nước thải từ nhà tắm, máy giặt; nước thải từ khu nhà bếp, nấu ăn

Đặc tính của Nước thải sinh hoạt là có chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng bệnh rất nguy hiểm Chất hữu cơ chứa trong Nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như: protein (40 - 50%), hydratcacbon (40 - 50%), chất béo (5 - 10%), nồng độ chất hữu cơ trong Nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 - 450mg/l Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn có thể tính bằng 90% - 100% lượng nước được cấp [8]

Lưu lượng và thành phần nước thải sinh hoạt tại tòa nhà phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố như:

- Nhu cầu sử dụng nước cho ăn uống, sinh hoạt của Tòa nhà

- Số lượng người, hộ gia đình sinh hoạt tại Tòa nhà

- Chế độ thải nước: chính là chế độ sinh hoạt, tức là chế độ thải nước không

đồng đều trong 1 ngày đêm

- Chất lượng nước thải: Cũng giống độ chế độ thải nước, nồng độ các chất ô

nhiễm trong nước thải cũng không đồng đều trong 1 ngày đêm

Bảng 1 1 Tiêu chuẩn nước cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt và các nhu cầu

khác tính theo đầu người đối với các điểm dân cư

I Đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I, khu du lịch, nghỉ mát

a) Nước sinh hoạt:

- Tiêu chuẩn cấp nước (l/người.ngày): + Nội đô + Ngoại vi

- Tỷ lệ dân số được cấp nước(%): + Nội đô + Ngoại vi b) Tỷ lệ dân số được cấp nước (tưới cây, rửa đường, cứu hoả,…); Tính theo % của (a)

c) Nước cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị; Tính theo % của(a)

d) Nước khu công nghiệp e) Nước thất thoát; Tính theo % của (a+b+c+d) f) Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước;

Tính theo % của (a+b+c+d+e)

II Đô thị loại II, đô thị loại III

a) Nước sinh hoạt:

- Tiêu chuẩn cấp nước (l/người.ngày): + Nội đô + Ngoại vi

- Tỷ lệ dân số được cấp nước (%): + Nội đô + Ngoại vi b) Nước phục vụ công cộng (tưới cây, rửa đường, cứu hoả,…); Tính theo % của (a)

c) Nước cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị; Tính theo % của (a)

d) Nước khu công nghiệp e) Nước thất thoát: Tính theo % của (a+b+c+d) f) Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước;

 Đối với Việt Nam tiêu chuẩn cấp nước cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt và

các nhu cầu khác tính theo đầu người cho:

- Các đô thị lớn ở mức 150-200 l/người.ngày,

- Đô thị loại II, loại III ở mức 100-150 l/người.ngày,

- Vùng nông thôn ở mức 100 l/người.ngày

Có thể ước tính đến 90% - 100% lượng nước cấp cho sinh hoạt trở thành nước

thải sinh hoạt [8]

 Đặc tính của nước thải sinh hoạt:

 Đặc điểm hóa lý của nước thải sinh hoạt:

Nước thải thường được đặc trưng bởi màu xám, mùi hôi, hàm lượng chất rắn khoảng 0,1% và nước là 99,9% Chất rắn gồm chất rắn lơ lửng (khoảng 30%) và chất rắn hoà tan (khoảng 70%) Chất rắn hoà ran có thể được loại bỏ bằng quá trình hoá học và sinh học

Về mặt hoá học, nước thải thì bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ và nhiều khí hòa tan khác Các hợp chất hữu cơ có thể gồm cacbonhydrat, prôtêin, chất béo, mỡ, chất hoạt động bề mặt, dầu khoáng, Các hợp chất vô cơ có thể gồm nitơ, phốtpho,

pH, sunfua, Clo, kiềm, hợp chất độc

 Đặc điểm về vi sinh vật trong nước thải sinh hoạt:

Về mặt sinh học, nước thải bao gồm nhiều loại vi sinh vật nhưng một trong những loại được quan tâm là nguyên sinh vật, thực vật, nguyên sinh động vật Nhóm nguyên sinh vật bao gồm vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh và tảo Nhóm thực vật bao gồm dương xỉ, rong, rêu, hạt giống cây, Các loài không xương sống và có xương sống được xếp trong nhóm động vật Đối với quá trình xử lý nước thải các tác nhân sinh học đóng vai trò quan trọng nhất là nhóm nguyên sinh vật đặc biệt là vi khuẩn, vi nấm, nguyên sinh động vật và tảo Mặc dù vậy, nước thải bao gồm nhiều vi sinh vật gây bệnh được phát sinh từ con người, những người bị lây nhiễm bệnh hay những người mang mầm bệnh đặc biệt

Bảng 1.2 Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

(g/người.ngày)

Vi sinh (MPN/100ml)

(Nguồn: Rapid Enviromental Asessment (WHO), 1995)

1.1.2 Một số chỉ tiêu ô nhiễm chủ yếu của nước thải sinh hoạt:

Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD)

Chỉ tiêu này cho biết số lượng ôxy tiêu thụ bởi các vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong nước thải Theo quy ước việc đo chỉ tiêu này được thực hiện ở điều kiện 20oC trong 5 ngày, vì vậy nó được gọi là BOD5 thay cho tổng nhu cầu ôxy sinh hóa theo

lý thuyết BOD Thông thường các chất hữu cơ cacbon bị ôxy hóa nhanh hơn so với các hợp chất nitơ, như vậy giá trị BOD5 chủ yếu biểu thị lượng các hợp chất cacbon

dễ phân hủy Tuy nhiên, cần lưu ý rằng BOD5 đôi lúc cũng bao hàm cả lượng oxy đối với NH3-N và chất vô cơ dễ oxy hoá như sunphít và muối sắt

Nhu cầu ôxy hóa học (COD)

COD biểu thị lượng ôxy tương đương của các thành phần hữu cơ có trong nước thải có thể bị ôxy hóa bởi các chất ôxy hóa hóa học mạnh Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của nguồn thải, thông thường COD liên quan đến BOD, cacbon hữu cơ

và các chất hữu cơ trong nước thải Hiện nay có 2 phương pháp đo COD thông

+ Chất rắn lơ lửng lắng được là chất rắn có khả năng lắng tạo lớp cặn khi để nước thải lắng yên trong ống nghiệm với thời gian 2h

+ Cặn hoà tan: có kích thước rất nhỏ < 10-6

mm

Các hợp chất của nitơ

Trong nước thải nitơ tồn tại ở dạng NO3-, NO2-, NH4+, và nitơ hữu cơ Các hợp chất này có thể sinh hóa từ dạng này sang dạng khác và là các cấu thành của chu trình chuyển hoá nitơ Nitơ hữu cơ được định nghĩa là nitơ liên kết hữu cơ ở trạng thái ôxy hóa hóa trị -3 Như vậy, trong khái niệm này không bao gồm tất cả các hợp chất hữu cơ của nitơ có trong nước thải Nitơ hữu cơ bao gồm các hợp chất hữu cơ như protein, chuỗi axit amin (peptides), axit nucleic, urê và một loạt các hợp chất hữu cơ tổng hợp khác Hàm lượng của nitơ hữu cơ trong nước thải sinh hoạt có thể đạt tới trên 20 mg/l Hàm lượng NO3- cao có thể gây ra bệnh methemoglobinemia ở trẻ em

Với trạng thái ôxy hóa trung gian của NH4+ và NO3-, NO2- là tác nhân thực chất gây bệnh methemoglobinemia Axit nitơ tạo thành từ nitơrit trong môi trường axit có thể phản ứng với một số amin (RR’NH) sinh ra hợp chất nitơ-amin (RR’N-NO) Nhiều hợp chất trong số này là các tác nhân gây bệnh ung thư Amonia trong nước thải có thể sinh ra do quá trình khử amin của một số hợp chất nitơ hữu cơ hoặc thủy phân của urê

Các hợp chất của phốt pho

Phốt pho tồn tại trong nước thải thường tồn tại ở các dạng orthophotphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4) hay polyphôtphat [Na3(PO3)6] và phốtphát hữu cơ

Nước thải sinh hoạt chứa chủ yếu polyphôtphat từ các chất tẩy rửa, và phốt phát hữu cơ từ chất thải của người và các thức ăn thừa Ngày nay người ta quan tâm nhiều hơn đến việc kiểm soát hàm lượng các hợp chất phôtpho trong nước mặt, trong nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp thải vào nguồn nước Vì nguyên tố này là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển ''bùng nổ'' của tảo ở một số nguồn nước mặt

Oxy hòa tan

Oxy thường có độ hòa tan thấp, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, nồng độ muối

có trong nước thải Trong quá trình xử lý, các VSV tiêu thụ oxy hòa tan để oxi hóa sinh hóa, đồng hóa chất dinh dưỡng và chất nền (BOD, N, P) cần thiết cho sự sống, sinh sản và tăng trưởng của VSV Chỉ tiêu nồng độ oxy hòa tan đảm bảo cho quá trình xử lý hiếu khí là 1,5-2mg/l

Tổng vi khuẩn nhóm Coliform

Nhóm vi khuẩn coliform bao gồm các vi khuẩn hiếu khí, yếm khí, gram âm, dạng không bào tử, và vi khuẩn que có thể lên men lactoza tạo khí và axit trong thời gian 48 giờ ở nhiệt độ 35oC Có nhiều biện pháp đếm lượng vi khuẩn nhóm coliform tồn tại trong nước thải, một trong những phương pháp thông dụng nhất là lên men hệ thống ống Kết quả kiểm tra các ống nhắc lại và ống pha loãng được biểu diễn bằng số lượng có khả năng lớn nhất (Most Probable Number - MPN) của các sinh vật trong nước thải Chỉ tiêu này thể hiện mật độ trung bình của các vi khuẩn nhóm coliform trong nước thải

1.2 Tổng quan về xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Tùy thuộc vào thành phần và tính chất nước thải, loại nước thải cần xử lý (nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp, nước thải bệnh viện, nước rỉ rác từ bãi chôn lấp,…), lưu lượng nước thải, điều kiện mặt bằng,… mà có

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, sunfit, amoni, nitơ… dựa trên

cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường là các chất khí như: CO2, N2, CH4,

H2S, các chất vô cơ như NH4+, PO43- và các tế bào mới Đây là bước xử lý quan trọng cho nước thải sinh hoạt, quyết đinh chất lượng nước đầu ra

Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể chia làm 2 loại:

- Phương pháp kỵ khí: sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy

- Phương pháp hiếu khí: sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục

 Phương pháp kị khí

 Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc

Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn với nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn tuần hoàn trở lại bể

kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm

 Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (bể UASB)

Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới

do hai đặc điểm chính sau:

- Cả ba quá trình phân hủy – lắng bùn – tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình

- Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt

xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ưu điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như:

- Ít tiêu tốn năng lượng vận hành

- Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn

- Bùn sinh ra dễ tách nước

- Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng

- Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí metan

 Bể lọc kị khí

Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa cacbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử

lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày)

 Phương pháp hiếu khí

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng

Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí - có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực Nước chảy liên tục vào bể aerotank, trong đó khí được đưa vào xáo trộn cùng bùn hoạt tính cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ

Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống đáy Một lượng lớn bùn hoạt tính (25-75% lưu lượng) tuần hoàn về bể aerotank để giữ ổn định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ Lượng sinh khối dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng I được dẫn tiếp

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám:

- Bể lọc sinh học:

Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật dính bám Vật liệu tiếp xúc thường là đá có đường kính trung bình từ 25 – 100 mm, hoặc vật liệu nhựa có hình dạng khác nhau,… có chiều cao từ 4 – 12 m Nước thải được phân

bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy tiện, nấm, tảo và các động vật nguyên sinh,… trong đó vi khuẩn tùy tiện chiếm ưu thế

Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0,1 – 0,2 mm) là loại vi sinh vật hiếu khí, khi vi sinh phát triển, chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh bên ngoài tiêu thụ hết lượng oxy khuếch tán trước khi oxy thấm vào bên trong Vì vậy, gần sát

bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành Khi lớp màng dày, chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở lớp ngoài, vi sinh sống gần bề mặt giá thể thiếu nguồn cơ chất, chất dinh dưỡng dẫn đến tình trạng phân hủy nội bào và mất đi khả năng dính bám Nước thải sau khi xử lý được thu qua hệ thống thu nước đặt bên dưới Sau khi ra khỏi bể, nước thải vào bể lắng đợt II để loại bỏ màng vi sinh tách khỏi giá thể Nước sau xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đầu vào bể lọc sinh học, đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy

- Màng lọc sinh học:

Bể sinh học hiếu khí MBBR có một lượng khá lớn các vi sinh hiếu khí dạng lơ lửng Chúng tồn tại dưới dạng các bông bùn hoạt tính lơ lửng, cùng sinh trưởng và phát triển song song các vi sinh vật hiếu khí dạng dính bám Nhờ vậy, hiệu quả xử

lý của bể sinh học hiếu khí – MBBR sẽ cao hơn nhiều so với các dạng bể lọc sinh học hiếu khí khác

1.3 Các Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tiên tiến được áp dụng rộng rãi trên thế giới hiện nay

a Các quá trình xử lý quan trọng diễn ra ở bể thiếu khí (Anoxic): dòng bùn tuần hoàn chứa nitrat được trộn lẫn với nước thải đầu vào - có hàm lượng hữu cơ/nguồn carbon cao, trong điều kiện thiếu oxy, các vi sinh vật dị dưỡng sử dụng nguồn carbon này và oxy trong nitrat cho hoạt động sống của mình, kết quả là Nitrat được chuyển hóa thành N2, quá trình xử lý nitơ được thực hiện ở công đoạn này

b Các quá trình xử lý quan trọng diễn ra ở bể hiếu khí (Oxic): Vi sinh vật hiếu khí (bùn hoạt tính) sử dụng Oxy để Oxy hóa thức ăn (Các chất ô nhiễm trong nước thải như BOD, N, P) và dinh dưỡng thành CO2 và nước; một phần tổng hợp thành vi sinh

Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý

để bảo đảm hiệu quả cho các quy trình xử lý sinh học về sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở các giờ cao điểm, phân phối lại trong các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống sinh học phía sau Nhiệm vụ của bể điều hòa: điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải, làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc liên tục ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo, tránh hiện tượng quá tải, cũng như giữ cho hiệu quả

xử lý nước thải được ổn định, các bể sinh học phía sau hoạt động hiệu quả Dưới tác dụng của hệ thống sục khí thô được lắp dưới đáy bể, hàm lượng các chất dinh dưỡng được hòa trộn nhanh và đều vào trong nước thải Nhờ quá trình xáo trộn này

mà hỗn hợp nước thải qua bể điều hòa được hòa trộn giải phóng các chất hoạt động

bề mặt trong nước thải, đồng thời phân hủy một phần chất hữu cơ trong nước thải (khoảng 10% BOD) Nước thải sau đó sẽ được bơm điều hòa bơm với một lưu lượng dòng chảy ổn định vào Bể sinh học thiếu khí – Anoxic để thực hiện quá trình xử lý sinh học tiếp theo

Bể sinh học thiếu khí – Anoxic:

Tại Bể Anoxic, NO3- trong nước thải sinh ra từ quá trình oxy hóa amoni ở trong bể hiếu khí, được bơm tuần hoàn về bể anoxic, cùng với bùn hoạt tính, và nước thải nạp vào, với điều kiện thiếu oxy (anoxic), quá trình khử NO3- thành N2 tự

do được thực hiện, và N2 tự do sẽ thoát ra ngoài không khí Hàm lượng Nitơ tổng

trong nước thải giảm xuống mức cho phép Quá trình chuyển hóa nitơ hữu cơ trong nước thải dưới dạng amoni thành nitơ tự do được diễn ra theo 2 bước liên quan đến

2 loại vi sinh vật tự dưỡng nitrosomonas và nitrobacter

Tại bể thiếu khí có gắn máy khuấy chìm nhằm tạo ra điều kiện thiếu khí cho

sự hoạt động của chủng vi khuẩn khử nitrat sẽ tách oxy từ nitrat cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ

Tiếp theo, nước thải sẽ được dẫn vào bể xử lý sinh học hiếu khí Tại Bể sinh học hiếu khí FBBR hỗn hợp bùn và nước được xáo trộn đều bằng hệ thống phân phối khí từ Máy thổi khí Thiết bị thổi khí được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động Trong điều kiện thổi khí liên tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ đơn giản như CO2 và nước… theo phản ứng sau: Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí => H2O + CO2 + sinh khối mới +…

Bên cạnh đó, trong bể được lắp đặt các giá thể vi sinh cố định Giá thể vi sinh có chức năng xử lý hoàn thiện các hợp chất nitơ, photpho còn lại trong nước thải Vật liệu giá thể này có diện tích tiếp xúc lớn giữ để các vi sinh vật xử lý nước thải bám vào đó mà sinh trưởng và phát triển, tạo thành màng mỏng nhầy nhầy gelatin bám trên lớp giá thể Sau một thời gian, chiều dày lớp gelatin dày lên ngăn cản oxy của không khí không thấm vào trong lớp màng nhầy được Do thiếu oxy, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng làm mêtan và

CO2 làm tróc lớp màng nhầy ra khỏi quả cầu rồi bị nước cuốn trôi Sau đó, trên bề mặt giá thể tiếp tục hình thành lớp màng mới, hiện tượng này được lập đi lập lại tuần hoàn và nước thải được làm sạch các chất dinh dưỡng Ngoài ra, trong bể sinh học hiếu khí FBBR có một lượng khá lớn các vi sinh hiếu khí dạng lơ lửng Chúng tồn tại dưới dạng các bông bùn hoạt tính lơ lửng, cùng sinh trưởng và phát triển song song các vi sinh vật hiếu khí dạng dính bám Nhờ vậy, hiệu quả xử lý của bể sinh học hiếu khí FBBR sẽ cao hơn nhiều so với các dạng bể sinh học hiếu khí truyền thống Hiệu quả xử lý của bể sinh học hiếu khí – MBBR: BOD giảm 85 ÷

nước chảy qua bể lắng sinh học Cuối bể bố trí 02 bơm chìm hồi lưu hỗn hợp bùn nước về bể thiếu khí để tiếp tục khử nitơ triệt để

Sau khi ra khỏi bể sinh học FBBR trong nước vẫn còn một lượng bông bùn

lơ lửng, thực chất là màng sinh học già cỗi và cũng có một lượng sinh khối vi sinh

lơ lửng trôi theo dòng nước Do đó, để giảm lượng chất rắn thải ra ngoài, nước thải được đưa qua bể lắng để lắng các bông cặn này nhờ phương pháp lắng trọng lực Bể này cũng được thiết kế dạng vát đáy hình côn, dưới đáy bể có lắp bơm chìm để thu hồi bùn Đây là nơi xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bông cặn (bùn sinh học) Bùn này sẽ được tuần hoàn về bể sinh học hiếu khí để ổn định mật độ vi sinh, phần dư thừa xả bỏ qua bể chứa bùn

là vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh Vì vậy cần phải tuyệt trùng nước thải trước khi xả ra ngoài Có nhiều phương pháp để xử lý nước thải, ở đây ta chọn phương pháp khử trùng bằng chất oxy hóa mạnh (clorin hoặc hợp chất của clorin) Clorin hay hợp chất của clorin đều là chất diệt trùng mạnh sẽ khuyếch tán qua lớp vỏ tế bào sinh vật ⇒ gây phản ứng với men tế bào ⇒ làm phá hoại các quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật

Nước thải sau khi xử lý theo quy trình công nghệ như trên, đảm bảo đạt Tiêu chuẩn xả thải theo Quy chuẩn quốc gia hiện hành về chất lượng nước thải sinh hoạt – QCVN 14:2008/BTNMT – Cột B Khâu cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải chính là bể chứa bùn Bể chứa bùn Bùn dư sẽ được bơm từ bể lắng về bể chứa bùn Tại bể này, bùn sẽ được lưu một thời gian để tách bớt nước, nén giảm thể tích Lớp

nước trong tách ra trên mặt được tuần hoàn lại bể điều hòa để xử lý lại Lớp bùn cô đặc dần dưới đáy định kỳ sẽ gọi xe chuyên dụng đến thu gom và xử lý theo quy định

1.3.2 Công nghệ xử lý bằng bể sinh học ASBR

Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ xử lý

bằng bể sinh học ASBR Giai đoạn 1: Xử lý sơ bộ bằng phương pháp cơ học

Giai đoạn này, nước thải từ các hộ dân sẽ được đi theo đường ống cấp 1 vào

hệ thống để loại bỏ cặn, cát và váng dầu mỡ Các chất hữu cơ nặng sẽ lắng xuống

CÁC NGUỒN NƯỚC THẢI TỪ KHU CHỨC NĂNG ĐÔ THỊ TP XANH

MÁY THỔI KHÍ

NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ ĐẠT

QCVN 14/2008 – MỨC B

ĐƯỜNG NƯỚC THẢI ĐƯỜNG KHÍ ĐƯỜNG BÙN

BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SELECTOR

-Tăng cường quá trình xử lý Nito & Phôt pho trong nước thải bằng công nghệ vi sinh thiếu khí.

BỂ CHỨA BÙN

BƠM

NGĂN TÁCH MỠ & BỂ ĐIỀU HÒA

BƠM

Thu gom, điều hòa, ổn định lưu lượng, thành phần và nồng độ nước thải trước khi đi vào hệ thống xử lý sinh học.

Xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải bằng công nghệ vi sinh thiếu khí kết hợp hiếu khí.

Tại đây, các chật lỏng và chất hữu cơ rắn lơ lửng trong nước sẽ được tách ra riêng biệt Sau khi quá trình này hoàn thiện, ván mỡ được bơm hút chât không để chuyển sang máy chuyển dầu mỡ Cùng với đó, những chất lắng xuống đáy bể trước

đó cũng được cào và đưa về khu xử lý bùn

Nước thải được chuyển đến nhà máy khử mùi và đưa qua ống xả lên trên

Giai đoạn 2: Xử lý bằng phương pháp sinh học theo công nghệ ASBR

Trong bể này gồm có 2 ngăn là ngăn tiền phản ứng và ngăn phản ứng chính Toàn bộ thời gian xử lý chất thải trong bể này 1 mẻ kéo dài 288 phút và được chia làm 3 chu kỳ chính:

- Xử lý: Cung cấp không khí vào bể để vi sinh vật phản ứng, dùng đĩa màng

để tán nhuyễn không khí trong bể

- Lắng: Giai đoạn này việc sục khí được tạm dừng để vi sinh vật có thời gian

nghỉ đồng thời giúp các chất rắn lắng xuống đáy bể

- Thu: Máng thu nước hạ dần xuống để thu phần nước trong sau khi chất rắn

lắng xuống

Giai đoạn 3: Khử trùng bằng tia cực tím

Lượng nước trong bể sau khi trải qua giai đoạn thu ở trên thì được chuyển đến nhà khử trùng Lúc này, cảm biến sẽ giúp tự động bật đèn báo hiệu để xử lý và điều chỉnh cửa để lượng nước ra giữ ở mức ổn định và nước có thể được diệt khuẩn trong thời gian này

Ở giai đoạn này cần hết sức chú ý đến các tia cực tím Bởi nếu đứng ở khoảng cách xa thì không sao nhưng nếu ở gần thì những tia cực tím UV này có thể làm người vận hành bị dị ứng da, ảnh hưởng tới giác quan, thậm chí có thể là nguyên nhân gây ra một số bệnh nguy hiểm khác

Như vậy có thể thấy rằng, từ cấu tạo cho tới nguyên lý hoạt động của bể ASBR đều khá đơn giản nhưng bể vận hành một cách khoa học Bể bùn hoạt tính hiêu skhis này có thể giúp quá trình xử lý chất thải an toàn Hệ thống cũng ít khi phải bảo dưỡng nên chắc chắn sẽ mang lại sự hài lòng cho người sử dụng

1.3.3 Công nghệ xử lý nước thải bằng bể MBBR

Hình 1.6 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ xử lý

bằng bể MBBR

Thuyết minh công nghệ xử lý:

Bể thu gom:

tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) đồng thời làm giảm 5% lượng SS và 5% lượng COD Các chất thải rắn bị giữ lại tại song chắn rác được vớt

bỏ định kỳ Sau đó, nước thải từ Bể thu gom sẽ được bơm về bể điều hòa

Bể sinh học thiếu khí – Anoxic:

Tại bể thiếu khí, NO3- trong nước thải sinh ra từ quá trình oxy hóa amoni ở trong bể hiếu khí, được bơm tuần hoàn về bể anoxic, cùng với bùn hoạt tính, và nước thải nạp vào, với điều kiện thiếu oxy (anoxic), quá trình khử NO3- thành N2 tự

do được thực hiện, và N2 tự do sẽ thoát ra ngoài không khí Hàm lượng nitơ tổng trong nước thải giảm xuống mức cho phép Quá trình chuyển hóa nitơ hữu cơ trong nước thải dưới dạng amoni thành nitơ tự do được diễn ra theo 2 bước liên quan đến

2 loại vi sinh vật tự dưỡng Nitrosomonas và Nitrobacter:

1 Quá trình nitrat hóa: NH4+ + 1.5O2 => NO2- + 2H+ + H2O

2 Quá trình khử nitrat: NH4+ => NO2- => NO3- => N2 Tại bể Bể Anoxic có gắn máy khuấy chìm – Mixer nhằm tạo ra điều kiện thiếu khí cho sự hoạt động của chủng vi khuẩn khử nitrat sẽ tách oxy từ nitrat cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ

Tiếp theo, nước thải sẽ được dẫn vào 2 Module công trình xử lý hoạt động song song Mỗi Module bao gồm 2 hạng mục công nghệ là:

Bể sinh học hiếu khí – MBBR & Bể lắng sinh học:

Bể sinh học hiếu khí – MBBR Tại Bể sinh học hiếu khí – MBBR hỗn hợp bùn

và nước được xáo trộn đều bằng hệ thống phân phối khí từ Máy thổi khí Thiết bị thổi khí được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động Trong điều kiện thổi khí liên tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ đơn giản như CO2 và nước… theo phản ứng sau: Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí => H2O + CO2 + sinh khối mới +…

Bên cạnh đó, trong bể được lắp đặt các giá thể vi sinh đặt ngập trong nước và

có khả năng di động Giá thể vi sinh di động dính bám (vật liệu đệm dạng quả cầu)

có chức năng xử lý hoàn thiện các hợp chất nitơ, phosphot còn lại trong nước thải

Khối vật liệu này bằng nhựa PP, có đỗ rỗng và diện tích tiếp xúc lớn giữ để các vi sinh vật xử lý nước thải bám vào đó mà sinh trưởng và phát triển, tạo thành màng mỏng nhầy nhầy gelatin bám quanh quả cầu Sau một thời gian, chiều dày lớp gelatin dày lên ngăn cản oxy của không khí không thấm vào trong lớp màng nhầy được Do thiếu oxy, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng làm mêtan và CO2 làm tróc lớp màng nhầy ra khỏi quả cầu rồi bị nước cuốn trôi Sau đó, trên bề mặt quả cầu tiếp tục hình thành lớp màng mới, hiện tượng này được lập đi lập lại tuần hoàn và nước thải được làm sạch BOD và các chất dinh dưỡng Ngoài ra, trong bể sinh học hiếu khí – MBBR có một lượng khá lớn các vi sinh hiếu khí dạng lơ lửng Chúng tồn tại dưới dạng các bông bùn hoạt tính lơ lửng, cùng sinh trưởng và phát triển song song các vi sinh vật hiếu khí dạng dính bám Nhờ vậy, hiệu quả xử lý của bể sinh học hiếu khí – MBBR sẽ cao hơn nhiều so với các dạng bể sinh học hiếu khí khác hiệu quả xử lý của bể sinh học hiếu khí – MBBR: BOD giảm 85 ÷ 95%, nitơ tổng giảm: 80 ÷ 85%, lượng photpho tổng giảm

70 ÷ 75%… sau đó nước chảy qua bể lắng sinh học

Bể lắng sinh học

Sau khi ra khỏi bể sinh học MBBR trong nước vẫn còn một lượng bông bùn

lơ lửng, thực chất là màng sinh học già cỗi và cũng có một lượng sinh khối vi sinh

lơ lửng trôi theo dòng nước Do đó, để giảm lượng chất rắn thải ra ngoài, nước thải được đưa qua bể lắng để lắng các bông cặn này nhờ phương pháp lắng trọng lực Bể này cũng được thiết kế dạng vát đáy hình côn, dưới đáy bể có lắp bơm chìm để thu hồi bùn Đây là nơi xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bông cặn (bùn sinh học) Bùn này sẽ được tuần hoàn về bể sinh học hiếu khí để ổn định mật độ vi sinh, phần dư thừa xả bỏ qua bể chứa bùn Nước thải từ bể lắng sinh học sẽ đi theo đường ống, trên đường ống này có sẽ được châm hóa chất khử trùng trước khi xả thải ra ngoài

Giai đoạn khử trùng

vi sinh vật đã bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải

là vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh Vì vậy cần phải tuyệt trùng nước thải trước khi xả ra ngoài Có nhiều phương pháp để xử lý nước thải, ở đây ta chọn phương pháp khử trùng bằng chất oxy hóa mạnh clorin Nước thải sau khi xử lý theo quy trình công nghệ như trên, đảm bảo đạt tiêu chuẩn xả thải theo Quy chuẩn quốc gia hiện hành về chất lượng nước thải sinh hoạt

- QCVN 14:2008/BTNMT – Cột B Khâu cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải chính là bể chứa bùn Bể chứa bùn Bùn dư sẽ được bơm từ bể lắng về bể chứa bùn Tại bể này, bùn sẽ được lưu một thời gian để tách bớt nước, nén giảm thể tích Lớp nước trong tách ra trên mặt được tuần hoàn lại bể điều hòa để xử lý lại Lớp bùn cô đặc dần dưới đáy định kỳ sẽ gọi xe chuyên dụng đến thu gom và xử lý theo quy định

1.3.4 Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp MBR

Hình 1.7 Sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải bằng công nghệ lọc màng MBR

Thuyết minh công nghệ:

MBR là kỹ thuật mới xử lý nước thải kết hợp quá trình dùng màng với hệ thống bể sinh học: thiếu khí, hiếu khí

MBR là sự cải tiến của quy trình xử lý bằng bùn hoạt tính, trong đó việc tách cặn được thực hiện không cần đến bể lắng bậc 2 Nhờ sử dụng màng, các thể cặn được giữ lại trong bể lọc, giúp cho nước sau xử lý có thể đưa sang công đoạn tiếp theo hoặc xả bỏ/tái sử dụng được ngay [7]

Vai trò của MBR:

 Tiền xử lý: như lưới lọc, song chắn rác

 Xử lý bậc 1: khử chất hữu cơ, N, P

 Xử lý bậc 2: phân tách hai pha rắn và pha lỏng khi qua màng

Cơ chế tách chất lơ lửng bằng màng sợi rỗng ngập: Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị loại bỏ ngay tại bề mặt màng (lổ rỗng 0.4um) Đồng thời

chỉ có nước sạch mới qua được màng

Hình 1 3 Hình ảnh màng sợi MBR

1.3.5 Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt theo mẻ SBR

Hình 1 4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải SBR

 Nguyên lý hoạt động công nghệ xử lý nước thải theo mẻ SBR

Nguyên lý xử lý nước thải bằng vi sinh vật dính bám trên chất răn lơ lửng, quá trình hoạt động tuần hoàn: gồm 4 giai đoạn cơ bản:

- Đưa nước vào bể: đưa nước vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ: làm đầy

tĩnh, làm đầy khuấy trộn, làm đầy sục khí

- Giai đoạn phản ứng: sục khí để tiến hành quá trình nitrat hóa và phân hủy

chấ hữu cơ Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát các thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH… để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này

- Giai đoạn lắng: Các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình lắng diễn

ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2 giờ

Giai đoạn xả nước ra: Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo ra đến

giai đoạn khử tiếp theo; đồng thời trong quá trình này bùn lắng cũng được tháo ra

1.4 Những bất cập của công nghệ xử lý nước thải tại Việt Nam

Theo Bộ Xây dựng, cả nước hiện có 37 nhà máy xử lý nước thải tập trung ở đô thị với tổng công suất xử lý nước thải đạt 890.000m3

/ngày đêm Tỷ lệ xử lý đạt

Làm đầy

Phản ứng

Lắng

Xả

khoảng 12-13% Hệ thống thoát nước chung cho tất cả các loại nước thải và nước mưa [11]

Hệ thống thoát nước đô thị được đầu tư xây dựng qua nhiều thời kỳ khác nhau, không hoàn chỉnh, đồng bộ, nhiều tuyến cống xuống cấp nên khả năng tiêu thoát nước thấp Nước thải hầu như chưa được xử lý và xả thẳng vào nguồn tiếp nhận Nhiều đô thị đang xây dựng hoặc chưa có trạm xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại, sau đó theo các tuyến cống và xả trực tiếp ra môi trường Tỷ lệ các hộ đấu nối vào mạng lưới thoát nước đô thị nhiều nơi còn rất thấp

[10]

Một số vấn đề hạn chế trong công tác thiết kế, vận hành ở các nhà máy XLNT,

đó là: Trong tính toán xác định công suất lựa chọn công nghệ XLNT, các đơn vị tư vấn, cơ quan quản lý nhà nước thiên về quy mô lớn, công nghệ hiện đại, tiêu chuẩn

xả thải cao Tâm lý này dẫn đến lãng phí và hiệu quả sử dụng thấp (như nhà máy XLNT Bắc Thăng Long)

Bên cạnh đó, lưu lượng dùng để tính toán các công trình của nhà máy XLNT thường lớn hơn thực tế Phần lớn các nhà máy XLNT công suất vừa và lớn hiện có đều không hoạt động hết công suất Điều này dẫn đến giảm hiệu quả đầu tư, xuống cấp công trình, thiết bị do không được vận hành đúng kỹ thuật hoặc vận hành dưới công suất thiết kế… HTTN ở các đô thị Việt Nam chủ yếu là HTTN chung, nồng độ các chất bẩn trong nước thải đầu vào thường thấp, trong khi phần lớn các nhà máy XLNT đã xây dựng hoặc đang trong giai đoạn thiết kế thi công lại được tính toán để

xử lý nước thải có nồng độ cao theo cách tiếp cận của các nước tiên tiến, nơi HTTN riêng phổ biến Nhiều đơn vị tư vấn vẫn máy móc áp dụng các dây chuyền công nghệ theo kinh nghiệm của mình mà không chú ý đến các đặc thù của cách thu gom nước thải, đặc tính nước thải đô thị tại Việt Nam [9]

Luật Bảo vệ môi trường và Luật Tài nguyên nước còn 1 số nội dung chồng chéo, chưa được hướng dẫn ký, gây khó khăn khi thực hiện

Ban hành QCVN 14:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải sinh hoạt vào năm 2015 nhưng nội dung không thay đổi và thiếu nhiều so với QCVN 14:2008, cũng như chưa áp dụng vào thực tế

Những bất cập và khó khăn này cũng là dễ hiểu bởi trong lĩnh vực thoát nước

và XLNT tại đô thị Việt Nam vẫn còn non trẻ Bởi vậy, chúng ta rất cần tham khảo

và học tập kinh nghiệm từ các nước tiên tiến, để đáp ứng nhu cầu thực tiễn trong nước góp phần phát triển bền vững hệ thống thoát nước và nâng cao năng lực quản

lý HTTN và XLNT tại Việt Nam

1.5 Xây dựng tiêu chí đánh giá lựa chọn công nghệ, HTXLNT phù hợp:

Từ các kiến thức về các công nghệ vi sinh áp dụng trong HTXL nước thải sinh hoạt tại tòa nhà, cũng như tất cả các tiêu chí khác được xem xét, xây dựng bảng tiêu

chuẩn lựa chọn Công nghệ, HTXL nước thải sinh hoạt tòa nhà dự kiến như sau: Các tiêu chí đánh giá lựa chọn công nghệ, HTXLNT sinh hoạt:

1 Đảm bảo công suất, lưu lượng xả

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống xử lý nước thải tại 3 tòa nhà:

- Hệ thống xử lý nước thải bể tự hoại 3 ngăn – Tòa nhà đưa vào khai thác trước năm 2003: Tòa nhà Chung cư Trung Yên Plaza, số 1 Trung Hòa, quận Thanh Xuân, Hà Nội

- Hệ thống xử lý nước thải bể tự hoại 3 ngăn, bể thiếu khí, bể hiếu khí – Tòa nhà đưa vào khai thác trước năm 2010: tại tòa nhà Chung cư Dolphin Plaza, số 6 Nguyễn Hoàng, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội

- Hệ thống xử lý nước thải bể tự hoại 3 ngăn, bể thiếu khí, bể hiếu khí, bể lọc màng MBR, bể khử trùng – Tòa nhà đưa vào khai thác sau năm 2017: tòa nhà Chung cư The Legend, 109 Nguyễn Tuân, quận Thanh Xuân, Hà Nội

2.1.1 Tòa nhà Chung cư Trung Yên Plaza

a Quy mô tòa nhà

-Vị trí địa lý: Lô đất KS2 (O17), Khu phố mới Trung Yên, quận Cầu Giấy,

Hình 2 1 Vị trí địa lý của Chung cư Trung Yên Plaza

Các hạng mục xây dựng tại Chung cư Trung Yên Plaza như sau:

Bảng 2 1 Các hạng mục xây lắp tại Chung cư Trung Yên Plaza

8 Quy mô cán bộ công nhân viên khách hàng 250 người

(Nguồn: Thuyết minh hệ thống XLNT của chung cư Trung Yên Plaza)

b Nhu cầu sử dụng nước

- Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt:

Tiêu chuẩn sử dụng nước: Lấy theo tiêu chuẩn cấp nước TCVNXDVN 33:2006-Cấp nước - mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế và QCVN 01: 2008/BXD - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam quy hoạch xây dựng

Bảng 2 2 Nhu cầu sử dụng nước của Chung cư Trung Yên Plaza

nước

Diện tích

c Nhu cầu xả nước thải

Theo mục a khoản 1 điều 39 Nghị định 80/2014/NĐ-CP-Nghị định về thoát nước và xử lý nước thải thì lưu lượng xả nước thải sinh hoạt được tính bằng 100% lượng nước cấp Như vậy nhu cầu xả nước thải sinh hoạt tại cơ sở đạt 153,85

m3/ngđ

2.1.2 Tòa nhà Chung cư Dolphin Plaza

a Quy mô tòa nhà

Hình 2 2 Vị trí địa lý của Chung cư Dolphin Plaza

Tổng diện tích đất: 9.874m2

Diện tích xây dựng: 2.970m2

Tổng diện tích sàn xây dựng: 95.115m2

Hạng mục dự án: Khu căn hộ cao cấp, khu văn phòng hạng A và Trung tâm thương mại dịch vụ

Quy mô xây dựng: 4 tháp 28 tầng chia làm 2 khối, khối tầng thấp cao 3 tầng

Chiều cao công trình: 134.55m

Tổng mặt bằng quy hoạch tổ hợp công trình Chung cư Dolphin Plaza bao gồm bốn toà tháp cao 28 tầng được chia thành 2 khối: Tháp A1 - A2 và Tháp B3 - B4 với các căn hộ có mặt đứng hướng Tây Bắc giáp với phố Trần Bình và mặt đứng hướng Tây Nam giáp với đường quy hoạch rộng 40m

Các chức năng sử dụng được phân chia thành các khu vực riêng biệt trên tổng mặt bằng Các sảnh vào chính của khu thương mại, văn phòng đều được bố trí với những không gian mở rộng và hài hoà để đón khách Hệ thống các luồng giao thông đều được phân định rõ ràng

Dự án Chung cư Dolphin Plaza được thiết kế với 2 tầng hầm dự kiến bố trí chỗ đỗ cho 375 xe ô tô và 260 xe máy

Phần đế từ tầng 1 đến tầng 3 của công trình bố trí sử dụng chức năng dịch thương mại có không gian tiếp cận trực tiếp với các khu vực xung quanh Tầng cây xanh được bố trí phù hợp tạo nên những không gian xanh cho công trình

bố trí các căn hộ tiện nghi và hiện đại

Bảng 2 3 Các hạng mục xây lắp tại Chung cư Dolphin Plaza

b Nhu cầu sử dụng nước

- Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt:

Tiêu chuẩn sử dụng nước: Lấy theo tiêu chuẩn cấp nước TCVNXDVN 33:2006-Cấp nước - mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế và QCVN 01: 2008/BXD - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam quy hoạch xây dựng

Bảng 2 4 Nhu cầu sử dụng nước của Chung cư Dolphin Plaza

nước

Diện tích

c Nhu cầu xả nước thải

Lưu lượng xả nước thải sinh hoạt được tính bằng 100% lượng nước cấp (tính theo mục a khoản 1 điều 39 Nghị định 80/2014/NĐ-CP-Nghị định về thoát nước và

xử lý nước thải) Như vậy nhu cầu xả nước thải sinh hoạt tại cơ sở đạt 381,56

m3/ngđ

2.1.3 Tòa nhà Chung cư The Legend

Cơ sở được xây dựng gồm 30 tầng với các chỉ tiêu:

- Tổng diện tích ô đất: 5.579 m2

- Diện tích xây dựng:

+ Diện tích xây dựng khối đế: 2.997 m2

+ Diện tích xây dựng: 1.990 m2

- Mật độ xây dựng:

- Quy mô gồm: 460 căn hộ từ tầng 6 – tầng 30; Khu vực nhà hàng diện tích

1000m2 tại tầng 2, một nhà trẻ diện tích 700m2 tại tầng 1 Khu vực văn phòng diện tích 1000m2 tại tầng 3 Khu trung tâm thương mại tại tầng 1, 2, 3, 4, 5

Hình 2 3 Vị trí địa lý của Chung cư The Legend