Đồ án Nghiên cứu công nghệ hợp khối xử lý nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng đồng bằng sông Cửu Long
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ HỢP KHỐI
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI HỘ GIA ĐÌNH
VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Ngành:
Kỹ thuật môi trường
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Lâm Vĩnh Sơn
Sinh viên thực hiện : Liêu Trường Long
MSSV: 1151080127 Lớp: 11DMT01
TP. Hồ Chí Minh, 2015
LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường,
Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM và sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn Thầy:
ThS. Lâm Vĩnh Sơn tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ hợp khối xử lý
nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng Đồng bằng Sông Cửu Long”.
Để hoàn thành đồ án này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các Thầy Cô trong Khoa
Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường, Trường Đại Học Công Nghệ
Tp.HCM đã hết lòng truyền đạt những kiến thức quý báu và bổ ích, những tình cảm,
công sức mà Thầy Cô giành cho tôi và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiếp thu được
những kiến thức cơ bản và những kiến thức chuyên sâu làm nền tảng cho sự nghiệp
trong tương lai.
Lời cảm ơn sâu sắc nhất tôi xin gởi đến Thầy: ThS. Lâm Vĩnh Sơn người đã tận
tình, chu đáo hướng dẫn tôi thực hiện đồ án này.
Sau cùng tôi xin cảm ơn gia đình đã tạo những điều kiện thuận lợi và là chỗ dựa
cho tôi trong suốt những năm dài học tập. Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn tất cả những
bạn bè trong tập thể lớp 11DMT01 đã gắn bó cùng nhau học tập và giúp đỡ nhau trong
suốt thời gian qua, cũng như trong suốt quá trình thực hiện đồ án này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất. Song
do buồi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế
chuyên môn cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa nhận thấy được. Tôi rất mong nhận được
sự góp ý của Quý Thầy Cô và các bạn để khóa luận được hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TP.HCM, ngày 22 tháng 08 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Liêu Trường Long
LỜI CAM ĐOAN
Kính thưa Quý Thầy Cô
Sau thời gian theo học tại trường Đại học Công nghệ TP.HCM, chuyên ngành Kỹ
thuật môi trường, nay tôi đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài “Nghiên
cứu công nghệ hợp khối xử lý nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng đồng bằng
sông Cửu Long”
Tôi xin cam đoan
- Không sao chép đồ án, luận văn của bất cứ ai dưới bất kỳ hình thức nào;
- Các số liệu sử dụng trong đồ án tốt nghiệp là do chính mình thực hiện. Các số
liệu thu thập và kết quả phân tích trong báo cáo là trung thực;
- Các tài liệu tham khảo đều có trích dẫn nguồn một cách rõ ràng và cụ thể;
Tôi xin chịu trách nhiệm về sự cam đoan của mình.
TP.HCM, ngày 22 tháng 08 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Liêu Trường Long
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU ................................................ i
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH – ĐỒ THỊ.................................................................... iii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................ 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu....................................................................... 2
4. Nội dung nghiên cứu........................................................................................... 2
5. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI................................................................................. 4
1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt..................................................................... 4
1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh .................................................................. 4
1.1.2 Thành phần ................................................................................................ 4
1.1.3 Đặc điểm, tính chất.................................................................................... 4
1.1.4 Phân loại .................................................................................................... 7
1.2 Quy chuẩn đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt......................................... 8
1.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt ..................................................... 8
1.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học................................................ 8
1.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học.............................................. 16
1.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý ................................................ 23
1.3.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học............................................. 28
1.3.5 Phương pháp khử trùng ............................................................................. 43
1.3.6 Phương pháp xử lý cặn .............................................................................. 47
CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG................................................................................................ 48
2.1 Khái quát về ĐBSCL ........................................................................................ 48
2.2 Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL ........................ 51
2.3 Đặc trưng và thành phần nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL................................. 52
2.4 Thực trạng xử lý nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL ............................................. 53
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM........... 56
3.1 Thiết kế mô hình thí nghiệm............................................................................. 56
3.1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình thiết kế........................................................ 56
3.1.2 Sơ đồ nghiên cứu mô hình thực nghiệm.................................................... 57
3.1.3 Quy trình lấy mẫu và phương pháp phân tích ........................................... 58
3.1.4 Tính toán thiết kế mô hình......................................................................... 60
3.1.5 Mô tả mô hình thí nghiệm ......................................................................... 62
3.2 Vận hành mô hình ............................................................................................. 64
3.2.1 Giai đoạn chuẩn bị..................................................................................... 64
3.2.2 Vận hành mô hình thí nghiệm ................................................................... 65
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 68
4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý ........................................................ 68
4.1.1 Giá thể........................................................................................................ 68
4.1.2 Độ xáo trộn ................................................................................................ 68
4.1.3 Tải trọng thể tích........................................................................................ 68
4.2 Kết quả chạy mô hình MBBR........................................................................... 68
4.2.1 Giai đoạn chạy thích nghi.......................................................................... 68
4.2.2 Giai đoạn chạy động .................................................................................. 71
4.2.3 Giai đoạn chạy tĩnh.................................................................................... 81
4.2.4 Xác định các hệ số động học ..................................................................... 86
4.2.5 Hiệu quả xử lý Nitơ ................................................................................... 88
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ........................................................... 90
5.1 Kết luận ............................................................................................................. 90
5.2 Kiến nghị........................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 92
PHỤ LỤC................................................................................................................ 93
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU
APHA
:
Là phương pháp xác định thông số ô nhiễm.
BOD (Biological Oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh hoá): Là lượng oxy cần thiết để
vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ.
BOD5 (Biological Oxygen Demand) : Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết các chất
hữu cơ với thời gian xử lý nước là 5 ngày với điều kiện nhiệt độ là 200C.
BTNMT
:
Bộ tài nguyên môi trường
COD (Chemical oxygen demand – nhu cầu oxy hóa học) : Là lượng oxy cần thiết để
oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ.
CHC
:
:
:
:
:
:
:
:
Chất hữu cơ
ĐBSCL
Đồng bằng Sông Cửu Long
Chiều rộng
B (Broad)
H (Height)
L (Length)
NTSH
Chiều cao
Chiều dài
Nước thải sinh hoạt
Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước
Quy chuẩn Việt Nam
SS (Suspended Solid)
QCVN
i
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người ...................... 5
Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA..... 5
Bảng 1.3 Giá trị điển hình của các thành phần có trong nước thải sinh hoạt ......... 6
Bảng 3.1 Thông số đầu vào..................................................................................... 64
Bảng 4.1 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD ở giai đoạn thích nghi 24h ................... 69
Bảng 4.2 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD chạy động ở thời gian lưu 24h ............. 71
Bảng 4.3 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD chạy động ở thời gian lưu 12h ............. 73
Bảng 4.4 Kết quả phân tích chỉ tiêu COD chạy động ở thời gian lưu 8h ............... 75
Bảng 4.5 Kết quả phân tích chỉ tiêu SS chạy động ở thời gian lưu 24h ................. 77
Bảng 4.6 Kết quả phân tích chỉ tiêu SS chạy động ở thời gian lưu 12h ................ 78
Bảng 4.7 Kết quả phân tích chỉ tiêu SS chạy động ở thời gian lưu 8h .................. 80
Bảng 4.8 Kết quả phân tích các chỉ tiêu COD chạy tĩnh ở thời gian lưu 24h......... 81
Bảng 4.9 Kết quả phân tích các chỉ tiêu COD chạy tĩnh ở thời gian lưu 12h......... 82
Bảng 4.10 Kết quả phân tích các chỉ tiêu COD chạy tĩnh ở thời gian lưu 6h......... 84
Bảng 4.11 Hiệu suất xử lý nitơ ............................................................................... 88
ii
DANH MỤC CÁC HÌNH – ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Song chắn rác........................................................................................... 10
Hình 1.2 Bể lắng cát................................................................................................ 12
Hình 1.3 Bể tách dầu mỡ......................................................................................... 13
Hình 1.4 Bể điều hoà............................................................................................... 14
Hình 1.5 Mô hình bể lắng radian ............................................................................ 15
Hình 1.6 Bể lọc ....................................................................................................... 16
Hình 1.7 Sơ đồ thể hiện sự hoà trộn giữa nước thải có tính acid và bazơ .............. 17
Hình 1.8 Sơ đồ trung hoà nước thải chứa acid bằng cách lọc qua lớp đá vôi......... 18
Hình 1.9 Hoá chất keo tụ......................................................................................... 19
Hình 1.10 Quá trình tạo bông cặn........................................................................... 19
Hình 1.11 Phương pháp quang xúc tác ................................................................... 23
Hình 1.12 Đồ thị về sự tăng trưởng của vi sinh vật trong bể xử lý sinh học.......... 30
Hình 1.13 Đồ thị về sự biến động của các VSV chủ đạo trong bể xử lý sinh học.. 30
Hình 1.14 Ao hồ sinh học ....................................................................................... 32
Hình 1.15 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank truyền thống....................................... 34
Hình 1.16 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc................................. 35
Hình 1.17 Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo dài............................. 35
Hình 1.18 Bể Aerotank thông khí cao có khuấy trộn hoàn chỉnh........................... 36
Hình 1.19 Bể Oxytank............................................................................................. 36
Hình 1.20 Mương oxy hoá ...................................................................................... 37
Hình 1.21 Bể lọc sinh học....................................................................................... 38
Hình 1.22 Đĩa quay sinh học................................................................................... 38
Hình 1.23 Bể SBR................................................................................................... 40
Hình 1.24 Bể UASB................................................................................................ 42
Hình 2.1 ĐBSCL trên bản đồ Việt Nam ................................................................. 51
Hình 2.2 Ô nhiễm nước ở ĐBSCL.......................................................................... 55
iii
Hình 3.1 Màng lọc MBBR hiếu khí và thiếu khí.................................................... 56
Hình 3.3 Mô hình thí nghiệm.................................................................................. 63
Hình 3.4 Mô hình thực nghiệm tại phòng thí nghiệm............................................. 63
Hình 3.5 Sơ đồ các mặt cắt của mô hình................................................................. 67
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở giai đoạn thích nghi . 70
Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở giai đoạn thích nghi ...... 70
Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 24h...... 72
Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 24h .......... 73
Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 12h...... 74
Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 12h .......... 75
Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 8h........ 76
Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 8h ............ 77
Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử SS ở thời gian lưu 24h............................. 78
Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử SS ở thời gian lưu 12h........................... 79
Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử SS ở thời gian lưu 8h............................. 80
Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 24h.... 81
Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 24h......... 82
Hình 4.14 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 12h.... 83
Hình 4.15 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 12h......... 83
Hình 4.16 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau MBBR ở thời gian lưu 6h...... 84
Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD sau lắng ở thời gian lưu 6h........... 85
Hình 4.18 Đường thẳng hồi quy tuyến tính xác định thông số Y và Kd ................ 87
Hình 4.19 Đường thẳng hồi quy tuyến tính xác định thông số K và Ks ................. 88
Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý Nitơ...................................................... 89
iv
Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây vấn đề ô nhiễm toàn cầu nói chung và ô nhiễm môi trường
nước nói riêng tại Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) đã và đang là mối lo ngại rất
cần sự quan tâm và chung tay bảo vệ từ cộng đồng.
Về ĐBSCL có lẽ không ai lạ gì một vùng đất có tiếng cây lành trái ngọt, con
người hào phóng, cởi mở. Tuy lịch sử hình thành muộn hơn so với nhiều nơi, nhưng
trong một thời gian ngắn, nơi đây trở thành khu vực kinh tế nông nghiệp phát triển vào
bậc nhất của cả nước, với vựa lúa lớn nhất chiếm 90% khối lượng gạo xuất khẩu, vựa
trái cây lớn nhất chiếm 70% khối lượng xuất khẩu, là vựa thủy sản lớn nhất chiếm trên
50% khối lượng xuất khẩu. Không chỉ có kinh tế, ĐBSCL còn làm nên các giá trị văn
hóa đặc trưng sông nước miệt vườn là “điểm đến” hấp dẫn du khách trong và ngoài
nước.
Chính vì sự phát triển nhảy vọt về kinh tế đi cùng với sự bùng nổ dân số đã tạo ra
một khối lượng lớn nước thải gây ô nhiễm ở ĐBSCL gây ra một số bệnh đường ruột
thậm chí là ung thư do các hóa chất có trong nước, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức
khỏe của người dân cũng như làm hư hại nhiều công trình vận tải biển, các công trình
thủy lợi, nguồn lợi từ thủy sản cạn kiệt dần.
Cũng có nhiều công trình giảm thiểu ô nhiễm đã được thực hiện và hoạt động
nhưng nhìn chung vẫn còn nhiều tồn đọng như : chưa thu gom hết được nước thải vì
điều kiện địa hình trũng, ngập nước và nhiều sông rạch, bên cạnh đó giá thành công
trình cũng khó khăn.
Đứng trước thực trạng đáng báo động này, đề tài “Nghiên cứu công nghệ hợp
khối xử lý nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng đồng bằng sông Cửu Long”
được thực hiện với mong muốn ứng dụng được mô hình xử lý nước thải sinh hoạt tại
ĐBSCL triển khai cho các hộ gia đình để góp phần khắc phục tình trạng ô nhiễm, cải
thiện chất lượng môi trường. Và cuối cùng hy vọng rằng công nghệ mới này sẽ nhanh
1
Đồ án tốt nghiệp
chóng nhận được ủng hộ của các cấp chính quyền cũng như sự hài lòng của người dân
nơi đây.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Khảo sát hiện trạng ô nhiễm của nước thải sinh hoạt tại ĐBSCL.
- Nghiên cứu xây dựng mô hình xử lý nước thải sinh hoạt các cụm dân cư vùng
ĐBSCL bằng công nghệ MBBR + Anoxic dạng hợp khối kiểu pilot.
- Xác định hiệu quả xử lý nước thải của công nghệ MBBR + Anoxic so với các
nghiên cứu tương tự, tìm ra chu kỳ thích hợp để vận hành hệ thống.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
- Nước thải sinh hoạt ở ĐBSCL.
- Phương pháp xử lý MBBR + Anoxic.
- Mô hình thực nghiệm xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với quy mô các cụm
dân cư tại ĐBSCL.
Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài nghiên cứu này được thực hiện đối với nước thải sinh hoạt.
- Vận hành mô hình thực nghiệm được tiến hành trên quy mô phòng thí nghiệm,
thiết kế phù hợp với quy mô các cụm dân cư tại ĐBSCL.
Đánh giá khả năng xử lý COD (Nhu cầu oxy hóa học), SS (chất rắn lơ lửng), N
(Nitơ tổng) với 3 thời gian lưu khác nhau: 8h, 12h và 24h.
4. Nội dung nghiên cứu
- Xác định chất lượng nước sinh hoạt tại hộ gia đình trên địa bàn, cách xả thải.
- Lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp.
- Tiến hành xây dựng mô hình thử nghiệm.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra
Khảo sát tình hình xả thải nước thải sinh hoạt tại địa phương.
2
Đồ án tốt nghiệp
- Phương pháp phân tích, tổng hợp.
Tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải sinh hoạt tại địa phương.
Thu thập các tài liệu về các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt.
- Phương pháp khảo sát hiện trường.
Thực hiện các đợt khảo sát thực tế tại địa phương để thu thập thông tin và số liệu
về tình hình xử lý nước thải sinh hoạt tại địa phương.
- Phương pháp thực nghiệm trên mô hình trong điều kiện thí nghiệm.
- Phương pháp chuyên gia
Tham vấn ý kiến của giáo viên hướng dẫn, các giáo viên trong khoa, các chuyên
gia trong ngành môi trường và xử lý nước thải, những người có trách nhiệm xây dựng
và vận hành hệ thống.
- Phương pháp so sánh
So sánh kết quả thí nghiệm với các nghiên cứu tương tự.
3
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh
hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân;…chúng thường được thải
ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, các công trình công cộng khác.
Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư phụ thuộc vào quy mô dân số, vào tiêu
chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
1.1.2 Thành phần
Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.
- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa
trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
1.1.3 Đặc điểm, tính chất
Nước thải sinh hoạt thường bốc mùi, có màu sẫm đen, có nhiều váng và cặn lơ
lửng gây ảnh hường đến sức khỏe, tính mạng của con người và sinh vật.
Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi cặn bã hữu cơ, các
chất hữu cơ hòa tan, các chất dinh dưỡng, các vi trùng gây bệnh. Chất hữu cơ chứa
trong nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein (40-50%); hydrat cacbon
(40-50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo ( 5-10%). Nồng độ chất hữu
cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/L theo trọng lượng
khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những khu dân cư đông
đúc, điều kiện vệ sinh kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một
trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức
sống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp.
4
Đồ án tốt nghiệp
Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các chất lắng hoặc
BOD5 có một mối tương quan nhất định. Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu
người ở điều kiện ở Đức với nhu cầu cấp nước 150l/ngày được trình bày như sau:
Bảng 1.1 Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người
Tổng chất thải
Chất thải hữu cơ
Các chất
(g/người.ngày)
(g/người.ngày)
Tổng lượng chất thải
Các chất tan
190
100
90
110
50
60
40
20
Các chất không tan
Chất lắng
60
Chất không lắng
30
(Nguồn: Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Lâm Vĩnh Sơn)
Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA
Mức độ ô nhiễm
Các chất
Đơn vị
Trung bình
Thấp
Tổng chất rắn
1000
700
500
350
150
- Chất rắn hòa tan
- Chất rắn không tan
mg/l
300
Tổng chất rắn lơ lửng
Chất rắn lắng
BOD5
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
600
12
300
0
350
8
200
0
Oxy hòa tan
Tổng Nitơ
85
35
50
50
20
30
Nitơ hữu cơ
Nitơ amoniac
5
Đồ án tốt nghiệp
Nitrite
mg/l
0.1
0.4
175
200
40
0.05
0.2
100
100
20
Nitrate
mg/l
mg/l
Clorua
Độ kiềm
Chất béo
Tổng Photpho
mgCaCO3
mg/l
mg/l
-
8
(Nguồn: Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Lâm Vĩnh Sơn)
Bảng 1.3 Giá trị điển hình của các thành phần có trong nước thải sinh hoạt
Các chất
Đơn vị
Giá trị điển hình
COD
BOD5
SS
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
500
250
220
8
Photpho
Nitơ NH3
Nitơ hữu cơ
TSS
mg/l
40
mg/l
-
720
6.8
pH
(Nguồn: Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải – Th.S Lâm Vĩnh Sơn)
Như vậy nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khi
vượt cả yêu cầu cho quá trình xử lý sinh học. Thông thường các quá trình xử lý sinh
học cần các chất dinh dưỡng theo tỉ lệ sau: BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 (tỉ lệ theo khối
lượng).
Một tính chất đặc trưng nữa của Nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất
hữu cơ đều có thể bị phân hủy bới các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra
khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn.
6
Đồ án tốt nghiệp
Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt do các thành phần ô nhiễm tồn
tại trong nước thải gây ra :
- COD, BOD
giảm pH của môi trường.
- SS : lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
- Nhiệt độ : nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến
đời sống của thuỷ sinh vật nước.
: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng và làm
- Màu
- Dầu mỡ
: mất mỹ quan.
: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt gây thiếu hụt oxy
của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước.
- Ammonia, P : đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ
trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá (sự phát triển bùng phát của
các loại tảo, làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và
diệt vong các sinh vật, trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình
hô hấp của tảo thải ra ).
- Vi trùng gây bệnh : gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy,
ngộ độc thức ăn, vàng da;…
Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân
huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4;...làm cho nước có mùi hôi thối.
1.1.4 Phân loại
Với mỗi nguồn nước thải có những đặc trưng riêng, từ đó có thể phân loại để xử
lý triệt để, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo quy định của nhà nước và
pháp luật.
1.1.4.1 Nước thải từ khu vệ sinh (Nước đen)
Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là:
các chất hữu cơ như phân, nước tiểu, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng.
7
Đồ án tốt nghiệp
Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy là COD, Nitơ và Photpho.
Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ
làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện tượng thường xảy ra ở
nguồn nước có hàm lượng N và P cao.
1.1.4.2 Nước thải khu nhà bếp
Nước thải khu nhà bếp có đặc trưng là nước chứa thành phần hàm lượng dầu mỡ
rất cao, lượng cặn, rác lớn…lượng dầu mỡ này có thể ảnh hưởng đến các quá trình xử
lý đằng sau nên nước thải khu nhà bếp cần phải được xử lý sơ bộ tách dầu mỡ trước
khi đưa vào hệ thống xử lý.
1.1.4.3. Nước thải từ khu tắm giặt (Nước xám)
Loại nước thải này chứa thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể, do đó
không cần xử lý sơ bộ mà đưa luôn vào hệ thống xử lý phía sau.
1.1.4.4. Nước thải giặt là
Nước thải giặt là có tính chất hoàn toàn khác biệt với những loại nước thải khác,
hàm lượng chất hữu có không đáng kể mà chủ yếu là các hóa chất dùng để tẩy rửa. Các
hóa chất này cần phải được xử lý theo phương pháp khác so với các loại nước thải trên,
tránh gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý chung.
1.2 Quy chuẩn đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt
Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/ cột B
của BTNMT.
1.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
1.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Phương pháp này được sử dụng để tách các tạp chất không hòa tan (rác, cát,
nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi;…) và một phần các chất ở dạng keo ra
khỏi nước thải. Các công trình xử lý cơ học bao gồm:
8
Đồ án tốt nghiệp
1.3.1.1 Song chắn rác và lưới chắn rác
Song chắn rác:
Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các
miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như:
gỗ, nhánh cây, lá cây, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các
công trình và thiết bị phía sau như tránh hỏng bơm, tránh tắc nghẽn đường ống, mương
dẫn.
Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn rác được chia thành 2 loại:
- Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ: 30 ÷ 200 mm.
- Song chắn rác tinh có khoảng cách giữa các thanh từ: 5 ÷ 25 mm.
Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải
để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo. Kích thước tối thiểu của rác
được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác. Để
tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm
sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới. Tốc độ nước chảy (v) qua
các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s. Tùy theo yêu cầu và kích thước của
rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi.
Song chắn rác với cào rác thủ công chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ có lượng rác
< 0,1 m3/ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim
loại để lấy rác ra và cho vào máng có lỗ thoát nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để
đưa đi xử lý tiếp tục. Song chắn rác với cào rác cơ giác hoạt động liên tục, răng cào lọt
vào khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn
rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động.
Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1 m3/ng.đ và khi dùng song chắn rác cơ giới
thì phải đặt máy nghiền rác. Rác nghiền được cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh
trước song chắn. Khi lượng rác trên 1 tấn/ng.đ cần phải thêm máy nghiền rác dự
phòng. Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hóa. Tuy nhiên
9
Đồ án tốt nghiệp
nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý cát sẽ làm mòn các lưỡi dao và
sỏi có thể gây kẹt máy.
Hình 1.1 Song chắn rác
Lưới chắn rác:
Lưới chắn rác dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành
phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước. Kích thước mắt lưới từ
0,5÷ 1,0 mm.
Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay ( hay
còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình đĩa.
Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở
lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân hủy cặn
1.3.1.2 Bể lắng cát (Sand Sedimentation Tank)
Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô, nặng như: cát, sỏi, mảnh kim loại,
tro, than vụn…nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở các
công đoạn xử lý sau. Trong nước thải, bản thân cát không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng
đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm
mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu
dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý
nhất thiết phải có bể lắng cát. Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và
trước bể lắng sơ cấp. Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên
10
Tải về để xem bản đầy đủ
104 trang
20080
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu công nghệ hợp khối xử lý nước thải sinh hoạt tại hộ gia đình vùng đồng bằng sông Cửu Long", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_nghien_cuu_cong_nghe_hop_khoi_xu_ly_nuoc_thai_sinh_hoa.pdf
