Đồ án Phân tích lựa chọn công nghệ và tính toán thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước thành phố du lịch công suất 3500 m3/ngày

, Na, Cl, Fe, ... trong đó C, N và P là các nguyên tố chủ yếu, cần được đảm bảo một lượng cần thiết trong xử lý sinh hóa. Còn hàm lượng các nguyên tố khác không cần phải định mức vì hầu như chúng có trong nước thải ở mức đủ cho như cầu của các vi sinh vật. Với nước thải được đưa vào xử lý bằng phương pháp hiếu khí thì tỷ lệ C : N : P = 100 : 5 : 1 hay BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1 là phù hợp cho quá trình xử lý và tỷ lệ này chỉ đúng với 3 ngày đầu, còn khi quá trình xử lý kéo dài thì tỷ lệ này giữ ở mức C : N : P = 200 : 5 : 1 để tránh giảm hiệu suất của bùn hoạt tính cần giảm lượng nitơ và photpho trong nước thải. Vì các vi khuẩn có khả năng tạo nha bào trong môi trường giàu cacbon và nghèo nitơ. Nếu tỷ lệ C : N > 20 : 1 thì môi trường thiếu nitơ, đây là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật dạng sợi phát triển gây nên hiện tượng phồng bùn làm giảm hiệu suất lắng và giảm hiệu quả xử lý. Nếu tỷ lệ C : N < 20 : 1 thì môi trường giàu nitơ, hàm lượng sinh khối tạo ra nhiều, lượng bùn xả tăng lên cho nên việc xử lý bùn dư lớn. Do vậy đây là điều không mong muốn, người ta chỉ mong muốn hiệu suất tạo sinh khối tử 25 – 30 %. Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 28 e. Ảnh hưởng của tỷ lệ F/M Tỷ số F/M cũng ảnh hưởng lớn tới hiệu quả xử lý, nước thải đưa vào xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí thì tỷ số F/Môi trường < 1, giá trị tối ưu của tỷ số này là từ 0,5 đến 0,7. Nếu F/Môi trường > 1 dư thừa dinh dưỡng, vi sinh vật sẽ phát triển rất nhanh, sinh khối tăng mạnh, vi sinh vật không kịp tạo ra nha bào nên khả năng kết dính kém làm cho bùn khó lắng. Nếu F/M < 1 (F/M < 0,5) môi trường nghèo dinh dưỡng thì vi khuẩn dạng sợi phát triển gây nên hiện tượng phồng bùn làm cho hiệu quả xử lý không cao. f. Ảnh hưởng của kim loại nặng Để đảm bảo cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển tốt thì nước thải đưa vào xử lý phải là môi trường sống của vi sinh vật. Do vậy mà nồng độ kim loại nặng có trong nước thải phải ở mức độ cho phép, nếu vượt quá mức nồng độ cho phép sẽ gây ức chế khả năng phát triển của vi sinh vật. Theo mức độ độc hại, các kim loại nặng có thể sắp xếp theo thứ tự như sau: Sb > Ag > Cu > Hg > Co > Ni > Pb > Cr+3 > V > Cd > Zn > Fe. Muối của các kim loại này làm giảm tốc độ làm sạch. Nồng độ cho phép của các chất độc để quá trình oxy hóa sinh hóa có thể xảy ra phụ thuộc vào bản chất của các chất đó. 3. Phân loại a. Phương pháp hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Một số công trình thường sử dụng trong phương pháp này như bể Aeroten, lọc sinh học hoặc đĩa sinh học… a.1. Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aeroten + Nguyên lý hoạt động. Xử lý nước thải bằng Aeroten được nhà khoa học người Anh đề xuất năm 1887, nhưng đến năm 1914 mới được áp dụng trong thực tế và tồn tại, phát triển rộng rãi cho đến ngày nay rất phổ biến. Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 29 Nguyên lý hoạt động của bể phản ứng sinh học – Aeroten là sử dụng vi sinh vật để oxy hóa các hợp chất hữu cơ và vô cơ có thể chuyển hóa sinh học được, đồng thời vi sinh vật sử dụng một phần chất hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình oxy hóa để tổng hợp nên sinh khối. + Phân loại. Có nhiều cách phân loại bể Aeroten: Phân loại dựa theo chế độ thủy động lực ta có: Aeroten đẩy, Aeroten khuấy trộn và Aeroten hỗn hợp. Phân loại theo chế độ làm việc của bùn hoạt tính thì có: loại có tái sinh tách riêng và loại không có tái sinh tách riêng. Phân loại theo tải trọng bùn người ta chia thành: loại tải trọng cao, tải trọng trung bình và tải trọng thấp. Phân loại theo số bậc trong bể Aeroten ta có: một bậc, hai bậc, ba bậc… . a.2. Lọc sinh học + Nguyên lý hoạt động. Dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màng sinh học, oxy hóa các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải. Các màng sinh học là tập hợp các vi sinh vật hiếu khí, thiếu khí và kị khí. Các vi khuẩn hiếu khí được tập trung ở lớp ngoài của màng sinh học, ở đây chúng có khả năng sống và phát triển trên bề mặt các giá thể khi đủ điều kiện cần thiết như: thức ăn, các khoáng chất, oxy và độ ẩm thì các vi khuẩn dính bám vào bề mặt giá thể bằng gelatin do vi sinh vật tiết ra. Trong quá trình làm việc, nước thải đi từ trên xuống tiếp xúc với vật liệu lọc, lúc này các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước bị oxy hóa bỡi các vi sinh vật hiếu khí. Sau khi thấm sâu vào màng, nước hết oxy hòa tan cho nên các chất bẩn hữu cơ còn lại được phân hủy bỡi các vinh sinh vật thiếu khí và kị khí. Khi các chất hữu cơ có trong nước thải cạn kiệt, vi sinh vật ở màng sinh học sẽ chuyển sang hô hấp nội bào và khả năng kết dính cũng giảm, dần dần bị vỡ và cuốn theo nước lọc. Nhưng sau đó lớp màng sinh học mới lại tiếp tục hình thành và cứ như vậy trong suốt quá trình xử lý. + Phân loại. Lọc sinh học thường dùng hiện nay được chia làm hai loại: Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 30 Lọc sinh học với lớp vật liệu không ngập trong nước (lọc nhỏ giọt). Nước đưa đến được phun thành các dòng hoặc các hạt nhỏ chảy thành lớp mỏng qua các khe của lớp vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học ở trên bề mặt vật liệu và được làm sạch nhờ vi sinh vật của màng. Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước. Khi nước thải đưa vào xử lý đi từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc, đồng thời không khí cấp vào đi ngược chiều từ dưới lên và cho hiệu quả xử lý cao. b. Phương pháp hiếu khí trong điều kiện tự nhiên Quá trình làm sạch nước thải ở điều kiện tự nhiên được tiến hành ở các ao hồ sinh học. b.1. Ao hồ hiếu khí. Oxy từ không khí dễ dàng khuếch tán vào lớp nước phía trên và ánh sáng Mặt Trời chiếu rọi, làm cho tảo phát triển, tiến hành quang hợp thải ra oxy. Vi sinh vật có thể sử dụng oxy này thực hiện quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. b.2. Cánh đồng tưới và bãi lọc. Việc xử lý nước thải được thực hiện trên những cánh đồng tưới và bãi lọc là dựa vào khả năng giữ các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lớp vật liệu lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vi sinh vật hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng xuống sâu lượng oxy càng ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn giảm dần, nên cuối cùng ở đó chỉ xảy ra quá trình khử nitrat. 2.5. Phương pháp xử lý bùn thải Bùn cặn từ bể SBR được xử lý ổn định, làm khô trước khi đem chôn lấp hay dùng cho mục đích khác. Mức độ xử lý phụ thuộc vào thành phần và tính chất của bùn cặn, yêu cầu vệ sinh, điều kiện đất đai, khí hậu, vốn đầu tư và chi phí quản lý… Sơ đồ tổng quát các quá trình xử lý bùn cặn nước thải như hình 2.4. Công đoạn tách nước sơ bộ đây là quá trình làm giảm độ ẩm cặn để các khâu xử lý tiếp theo diễn ra được ổn định và giảm được khối lượng xây dựng các công trình cũng như tiết kiệm được hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý. Thông thường tách nước sơ bộ bùn cặn thực hiện bằng các biện pháp trọng lực như nén cặn, tuyển nổi… biện pháp cơ học như tách ly tâm, tách bằng xung động… Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 31 Hình 2.4. Sơ đồ tổng quát quá trình xử lý bùn thải. Công đoạn ổn định bùn cặn đây là quá trình phân hủy sinh hóa các chất hữu cơ bùn cặn, diễn ra trong điều kiện hiếu khí hay kị khí. Công đoạn xử lý sơ bộ bùn cặn: để tăng cường cho quá trình tách nước bùn bằng các biện pháp cơ học, người ta thường làm đông tụ sơ bộ bùn. Đây là quá trình chuẩn bị sơ bộ bùn cặn trước khi làm mất nước hoặc trước khi sử dụng nhằm mục đích giảm độ khoáng lọc riêng và tăng khả năng nhả nước của cặn bằng cách thay đổi cấu trúc và dạng liên kết của nước. Các quy trình xử lý bùn cặn áp dụng phổ biến hiện nay là cô đặc, ổn định cặn, giảm độ ẩm để mang chôn lấp hay là phân bón. Một số dây chuyền công nghệ xử lý bùn cặn thường sử dụng. 1.Hồ chứa, xử lý ổn định và làm khô bùn cặn. Bùn cặn của nhà máy xử lý nước thải được đưa đến hồ chứa, hồ chứa này gồm hai ngăn, nước thảiỗi ngăn có dung tích chứa đủ lượng cặn trong thời gian dài tứ b Bùn cặn tươi Tách nước sơ bộ (giảm 60% nước bùn) Ổn định bùn cặn (khử các chất hữu cơ dễ thối rữa) Xử lý sơ bộ bùn cặn (tăng cường khả năng nhả nước của bùn cặn) Làm khô bùn cặn (làm mất nước, giảm độ ẩm xuống dưới 80%) khử độc bùn cặn Sử dụng lại bùn cặn (thu hồi chất quý, năng lượng) Vận chuyển bùn cặn (đem chôn lấp) Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 32 tháng đến 3 năm để phân hủy kị khí và nén bùn đạt độ ẩm dưới 85%, được thể hiện trên hình 2.5. Hình 2.5. Dây chuyền xử lý ổn định và làm khô bùn cặn bằng hồ chứa. 2. Bùn cặn được nén bằng trọng lực hay tuyển nổi và làm khô bằng sân phơi bùn. (Hình 2.6.) 3. Bùn cặn được nén bằng trọng lực hay tuyển nổi, ổn định hiếu khí hoặc kị khí và làm khô bằng sân phơi bùn. (Hình 2.7. ) Hình 2.6. Dây chuyền xử lý ổn định bằng nén trọng lực. Hình 2.7. Dây chuyền xử lý ổn định bằng hiếu khí hay kị khí. 4. Bùn cặn được nén bằng trọng lực và làm khô bằng biện pháp cơ học a. Làm khô bùn cặn bằng máy lọc chân không (Hình 2.8) Máy lọc chân không là thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất trong xử lý nước thải đô thị. Quá trình làm khô cặn này gòm hai khâu chính như sau: Hồ chứa và phân hủy cặn kị khí Bùn cặn từ nhà máy xử lý nước thải đưa vào Nước đã lắng cặn đưa về bể lắng sơ cấp Ổn định hiếu khí hoặc kị khí Sân phơi bùn Bùn cặn từ nhà máy xử lý nước thải đưa vào Bãi chôn lấp Nước thấm bơm lại trạm xử lý Đem chôn lấp Bể nén bùn Sân phơi bùn Nước thấm bơm lại trạm xử lý Bùn cặn từ nhà máy xử lý nước thải đưa vào Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 33 + Rửa sơ bộ bùn cặn Bằng cách sục rửa nước và khí để tăng khsr năng nhả nước trong bể trộn. Nước bùn từ trạng thái liên kết trong các bông cặn chuyển sang trạng thái tự do và sau đó được nén trong bể nén bùn. Nước bùn được tách ra đưa về đầu trạm xử lý. + Đông kết bùn cặn Để giảm độ khoáng lọc cũng như tăng cường khả năng tách nước trong các thiết bị cơ khí sau đó, bùn cặn được làm đông tụ bằng các hóa chất như FeCl3 (hoặc Fe2(SO4)3) và kiềm hóa bằng vôi. Vôi dùng để trung hòa các axit tạo thành trong quá trình phân hủy hóa chất keo tụ, giảm lượng hóa chất chính, làm thay đổi cấu trúc bùn cặn, tạo cho chúng dễ lắng. Vôi còn ngăn cản sự thoái rữa của bùn cặn. + Lọc chân không Quá trình tách nước được thực hiện nhờ máy lọc chân không. Bùn được lọc bằng lớp vải lọc làm bằng sợi tổng hợp, dưới tác dụng của bơm chân không bùn sẽ được hút lên mặt vải lọc. Cặn sau máy lọc chân không có độ ẩm từ 75 đến 87% do vậy trước khi đem chôn lấp có thể sấy khô. + Sấy khô cặn Khi cần thiết khử trùng, giảm độ ẩm để dễ vận chuyển cần phải sấy khô cặn, thông thường cho đến độ ẩm 10 – 20%. Nguyên tắc là dùng quạt gió thổi hơi nóng vào thùng sấy quay, trong đó có bùn cặn chuyển qua. Hình 2.8. Dây chuyền làm kho bùn cặn bằng máy lọc chân không. Ghi chú: 1. Cặn đưa vào 2. Nước đưa vào rửa cặn 3. Bể trộn 4. Khí nén sục rửa cặn 5. Bể nén bùn 6. Nước bùn đi xử lý lại Đưa đi chôn lấp hay sử dụng 2 1 3 4 6 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 34 7. Cặn nén 8. Máy bơm bùn cặn 9. Bể trộn cặn với hóa chất 10. Hóa chất kết tụ bùn cặn 11. Vôi sữa 12. Máy lọc chân không 13. Băng chuyền cặn khô 14. Thiết bị sấy bùn cặn 15. Bùn cặn khô đi chôn lấp 16. Bơm chân không 17. Máy nén khí (quạt gió) b. Làm khô cặn bằng hệ thống ép lọc băng tải Hệ thống lọc ép băng tải gồm: Máy bơm bùn từ bể nén bùn đến thùng hòa trộn hóa chất keo tụ và thùng định lượng, thùng này đặt trên đầu vào của băng tải. Đầu tiên cặn từ thùng định lượng và phân phối đi vào đoạn đầu của băng tải, ở đoạn này nước được lọc qua băng tải theo nguyên tắc lọc trọng lực, đi qua cần gạt để san đều trên toàn chiều rộng băng rồi đi qua các trục ép có lực ép tăng dần. Độ ẩm của cặn sau khi làm khô trên máy ép lọc băng tải đạt từ 70 đến 75%. Đa số các trạm xử lý nước thải đô thị đều nằm trong khu dân cư, nên diện tích xây dựng hạn hẹp. Do vậy theo yêu cầu về vận hành và xây dựng, kinh tế cũng như tránh hiện tượng gây mùi ta chọn máy lọc ép bùn băng tải phù hợp hơn là xây dựng sân phơi bùn. Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 35 Chương 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÙ HỢP CHO THÀNH PHỐ DU LỊCH 3.1. Số liệu thiết và tiêu chuẩn thải (TCVN 5945 - 2005) TT Thông số ô nhiễm Đơn vị Số liệu thiết kế Tiêu chuẩn thải (loại A) 1 SS mg/l 150 50 2 pH - 6,5 – 8 6 – 9 3 BOD5 mg/l 230 30 4 COD mg/l 270 50 5 Tổng Nitơ mg/l 40 15 6 Tổng Photpho mg/l 12,5 4 7 Coliform MPN/100 ml 106 - 107 3.103 3.2 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp Nghiên cứu lựa chọn các công nghệ xử lý nước thải thành phố du lịch thích hợp trước hết phải bảo đảm yêu cầu vệ sinh, đảm bảo sự phát triển bền vững, đồng thời phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội nước ta. Các trạm xử lý nước thải phải xây dựng phù hợp với đặc điểm của từng vùng, từng loại thành phố và khả năng đầu tư trong từng giai đoạn. Khi lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cần phải tính đến các yếu tố như: Điều kiện tự nhiên khu vực, lưu lượng, loại nước thải, thành phần và tính chất của nước thải, đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải, điều kiện xây dựng trạm xử lý nước thải và khả năng sử dụng nước sau khi xử lý. Nguồn tiếp nhận nước thải là yếu tố cần quan tâm trong khi lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải hợp lý. Nước thải các đối tượng nêu trên có thể xả vào các sông, hồ có chức năng thoát nước hoặc xử lý tiếp tục nước thải. Đa số các sông hồ nằm trong khu vực thành phố ở nước ta đảm nhận chức năng điều hòa nước mưa, nơi vui chơi giải trí và là khu sinh thái đô thị nên yêu cầu chất lượng nước phải đạt tiêu chuẩn thải ở loại A theo TCVN 5945 – 2005. Nước thải một số cụm dân cư, công trình công cộng như bệnh viện, trường học, khách sạn,… nằm riêng rẽ, độc lập có thể xả vào hệ thống cống thoát nước chung của thành phố hoặc các nguồn nước mặt Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 36 ở lân cận. Còn nước thải thị xã, thị trấn,…thường xả vào đồng ruộng, các sông hồ ở ngoại thị. Các nguồn nước mặt này thường sử dụng để nuôi cá và tưới ruộng.... Như vậy cần dựa vào các đặc điểm sử dụng nước, các điều kiện thủy văn… của đối tượng tiếp nhận mà xác định mức độ xử lý nước thải cho phù hợp. Điều kiện địa hình, vị trí, đặc điểm của địa chất công trình, địa chất thủy văn, khí tượng khu vực… là yếu tố quan trọng để lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cũng như giải pháp thiết kế và biện pháp xây dựng thích hợp. Đại đa số các lưu vực thoát nước độc lập trong các thành phố không có đủ diện tích để xây dựng một trạm xử lý nước thải theo đúng quy định của 20 TC 51 – 84. Mặt khác bố trí các trạm xử lý nước thải trong khu vực nội thành,… có thể gây ô nhiễm môi trường không khí, ảnh hưởng tới mỹ quan thành phố. Vì vậy các công trình xử lý nước thải trong nội thành phải được xây dựng hợp khối, có che chắn, đảm bảo mỹ quan thành phố…. Về yếu tố kinh tế, khả năng vận hành, duy trì… các công trình xử lý nước thải phải được đề cập đến khi lựa chọn dây chuyền, công trình và thiết bị xử lý. Thành phần và tính chất của nước thải thành phố cho thấy phương pháp xử lý hiệu quả và kinh tế nhất là phương pháp sinh học kết hợp với tách cát và bùn cặn tại các công trình cơ học trước đó. Như vậy để lựa chọn được các dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp ở các thành phố du lịch của nước ta hiện nay, cần dựa trên các nguyên tắc sau: + Phù hợp với điều kiện tự nhiên của từng khu vực và từng thành phố. + Phù hợp với thành phần và tính chất của nước thải. + Phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội của từng thành phố. + Phải kết hợp được trước mắt và lâu dài, đầu tư xây dựng theo khả năng về tài chính, nhưng phải bám sát được một dây chuyền công nghệ hoàn chỉnh nhằm từng bước hoàn thiện công nghệ hiện đại trong tương lai. 3.3. Giới thiệu một số công nghệ và sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải ở các thành phố của nước ta 3.3.1. Các công trình Đối với các thành phố ở nước ta, trong giai đoạn đầu của hiện đại hóa và công nghiệp hóa, việc xây dựng các trạm xử lý nước thải là điều kiện cấp bách. Tuy nhiên, cũng cần phải tận dụng tối đa các điều kiện tự nhiên cũng như các điều kiện khác trong khu vực để xử lý nước thải. Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 37 Do khoa học và công nghệ phát triển, trên cơ sở mô hình truyền thống người ta đã tiến hành nghiên cứu, thiết kế nhiều loại và dạng công trình xử lý nước thải khác nhau để ứng dụng nó trong các trường hợp cụ thể. Trong điều kiện nước ta, định hướng phát triển thoát nước đô thị đến năm 2020 chỉ rõ có thể sử dụng nhiều loại công nghệ khác nhau từ đơn giản đến tiến tiến. Theo nghiên cứu của Công ty cấp thoát nước và môi trường Việt Nam, Viện môi trường và tài nguyên Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Viện công nghệ môi trường - Viện khoa học và công nghệ Việt Nam,…. Các công trình xử lý nước thải sau đây có thể ứng dụng trong điều kiện Việt Nam: 1. Các công trình cơ bản xử lý bậc I (xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học). + Các loại song chắn rác. + Các loại bể lắng cát. + Các loại bể lắng bậc I. 2. Các công trình xử lý bậc một kết hợp xử lý bùn cặn. + Bể tự hoại. + Bể lắng hai vỏ. + Bể lắng trong kết hợp ngăn lên men bùn. 3. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học trong điều kiện yếm khí. + Bể UASB + Bể lọc kị khí. 4. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học hiếu khí theo nguyên lý bùn hoạt tính. + Bể Aeroten hoạt động liên tục. + Mương oxy hóa. + Bể Aeroten hoạt động theo mẻ. 5. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học hiếu khí theo nguyên lý dính bám. + Bể lọc sinh học nhỏ giọt. + Bể lọc sinh học vật liệu nổi. + Đĩa lọc sinh học. + Bể Bioten. + Bể lọc sinh học cao tải. Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 38 6. Các công trình xử lý bậc hai – xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên. + Các loại hồ oxy hóa: Hồ sinh học yếm khí, hồ tùy tiện, hồ sinh học làm thoáng tự nhiên, hồ sinh học làm thoáng cưỡng bức. + Các loại bãi lọc ngầm nước. 7. Các công trình xử lý bậc ba - khử các chất dinh dưỡng và vi khuẩn gây bệnh trong nước thải. + Bể Aeroten hoạt động gián đoạn (SBR), kết hợp xử lý các chất hữu cơ, Nitơ, Photpho trong nước thải. + Hệ thống Bardenpho, thực hiện quá trình yếm khí, thiếu khí và hiếu khí để xử lý các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong nước thải. + Hồ sinh học xử lý triệt để. + Các công trình khử trùng bằng Clo hóa hoặc Ozon hóa nước thải. 3.3.2. Các dây chuyền xử lý thường áp dụng Nước thải đô thị với có các đặc tính như: nồng độ các chất hữu cơ tương đối cao, chất dinh dưỡng đầy đủ và có khả năng dư thừa, pH gần như trung tính, ít các chất nguy hại…. Do vậy thích hợp với phương pháp xử lý sinh học. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải là tổ hợp các công trình, trong đó nước thải được xử lý từng bước theo thứ tự từ thô đến tinh, xử lý những chất không hòa tan đến những chất keo và hòa tan, cuối cùng là quá trình khử trùng. (sơ đồ hình 3.1) Chú thích trong dây chuyền xử lý nước thải hình 3.1: 1 - Song chắn rác 2 - Bể lắng cát 3 - Bể lắng sơ cấp 4 - Công trình xử lý sinh học 5 - Bể lắng thứ cấp 6 - Máng trộn 7 - Bể tiếp xúc 8 - Công trình xử lý cặn 9 - Công trình làm khô cặn 1a - Máy nghiền rác 2a - Sân phơi cát I - Khối xử lý cơ học II - Khối xử lý sinh học III - Khối khử trùng IV - Khối xử lý bùn Đường dẫn nước Đường dẫn hỗn hợp bùn nước Đường dẫn bùn đem chôn lấp Đường dẫn nước cặn Đường phân chia khối Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 39 Hình 3.1. Dây chuyền xử lý nước thải + Khối xử lý cơ học (xử lý sơ cấp): Nước thải tuần tự qua song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng sơ cấp. Xử lý cơ học nhằm mục đích tách rác và các hạt rắn có kích thước lớn ra khỏi dòng nước thải đảm bảo chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lý sau này. + Khối xử lý sinh học (xử lý thứ cấp): Nước thải sau khi qua khối xử lý cơ học được dẫn tiếp đến khối xử lý sinh học. Tại đây các chất hòa tan và các chất rắn không tan mà chưa được xử lý ở các công Nước thải 2 3 4 5 6 7 Nước thải 1 1a 2a 8 9 Chôn lấp Clo I II VIV III Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 40 trình trước, thì sẽ được xử lý tương đối triệt để và được tách ra khỏi nước sau khi qua bể lắng thứ cấp. + Khối khử trùng: Nước thải sau khi qua khối xử lý sinh học còn chứa nhiều vi khuẩn gây hại. Do vậy nước thải sau khi xử lý sinh học được hòa trộn cùng với hóa chất khử trùng, rồi dẫn sang máng trộn, đến bể tiếp xúc và phản ứng khử trùng xảy ra trong bể tiếp xúc. Nước thải sau khi khử trùng được thải ra môi trường tiếp nhận. + Khối xử lý cặn Bùn cặn lấy ra từ các bể lắng được đưa đến các công trình xử lý cặn để tiếp tục xử lý lý tiếp theo. Qua các công đoạn tách nước, ổn định, làm khô và cuối cùng sẽ được đưa đi chôn lấp hay dùng với các mục đích khác. 3.4. Phân tích một số công nghệ sinh học thường sử dụng để xử lý nước thải của thành phố Với thành phần và tính chất của nước thải đô thị cho thấy phương pháp xử lý hiệu quả và kinh tế nhất là phương pháp sinh học. 3.4.1. Công nghệ A/O Đây là công nghệ xử lý sinh học gồm hai bậc kị khí và hiếu khí (Anaerobic/Oxic). Quá trình này rất giống với quá trình xử lý bùn hoạt tính truyền thống. Nước thải đưa vào bậc kị khí sau đó được dẫn tiếp sang bậc hiếu khí. Mặt khác việc kết hợp xử lý kị khí và xử lý hiếu khí rất hữu hiệu cho quá trình khử photpho và các chất hữu cơ trong nước thải. Bùn sau bể lắng thứ cấp một phần được tuần hoàn lại nhằm nâng cao hiệu suất khử photpho. Như vậy quá trình A/O rất thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ và photpho cao, tuy nhiên đối với nước thải có chứa hàm lượng Nitơ cao thì quá trình này xử lý không triệt để. Hệ thống này được mô tả sơ lượt như sau: (Hình 3.2.). Nước thải Nước ra Anaerobic Oxic Bùn dư Bùn tuần hoàn Hình 3.2. Quá trình A/O Lắng Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 41 3.4.2. Công nghệ Bardenpho Công nghệ Bardenpho được phát triển ở Phòng nghiên cứu của viện nghiên cứu Quốc tế. Công nghệ này gồm bốn bậc, hai bậc xử lý hiếu khí (Oxic) và hai bậc thiếu khí (Anoxic). Các bậc này được bố trí xen kẽ nhau, nước thải cần xử lý được đưa vào bậc xử lý thiếu khí thứ nhất, sau đó đi sang tiếp bậc xử lý hiếu khí thứ nhất, rồi đi vào bậc xử lý thiếu khí thứ hai và cuối cùng nước thải dẫn sang bậc hiếu khí thứ hai, sau đó đi vào bể lắng thứ cấp để tách bùn cặn. Trong công nghệ này việc kết hợp xử lý thiếu khí và xử lý hiếu khí nhằm nâng cao hiệu quả khử Nitơ và chất bẩn hữu cơ. Nhưng với công trình này dùng để xử lý nước thải có chứa hàm lượng Photpho hữu cơ cao thì hiệu quả xử lý chưa cao. Hệ thống này được mô tả sơ lượt như (Hình 3.3.). 3.4.3. Công nghệ Phoredox Thực chất công nghệ này được cải tiến từ công nghệ Bardenpho. Hệ thống này gồm năm bậc trong đó có một bậc là xử lý kị khí, hai bậc xử lý thiếu khí và hai bậc xử lý hiếu khí. Nước thải cần xử lý đầu tiên đi vào bậc xử lý kị khí, sau đó qua bậc xử lý thiếu khí, rồi đến bậc xử lý hiếu khí. Sau khi nước thải được xử lý ở bậc thiếu khí và hiếu khí đầu tiên lại tiếp tục đi qua bậc xử lý thiếu khí thứ hai và qua bậc xử lý hiếu khí thứ hai, sau cùng mới dẫn sang bể lắng thứ cấp. Hệ thống này được mô ta sơ lượt như (Hình 3.4.). Ghi chú: 1 – Nước thải vào 2 – Nước sau xử lý 3 – Bể lắng thư cấp Nước thải Nước ra Oxic Anoxic Oxic Anoxic Lắng Bùn tuần hoàn Bùn tuần hoàn Bùn dư Hình 3.3. Quá trình Bardenpho Đồ án tốt nghiệp Viện khoa học công nghệ và môi trường Võ Thành Hiểu CNMT K47-QN 42 3.4.4. Công nghệ UCT Công nghệ này được xem là một công nghệ phát triển hơn so với công nghệ Phoredox. Trong công nghệ này bao gồm ba quá trình xử lý kị khí - thiếu khí - hiếu khí. Nước thải cần xử lý đi đưa vào bậc xử lý yếm khí, sau đó tới bậc thiếu khí và sau đó tới bậc hiếu khí, cuối cùng đưa sang bể lắng thứ cấp để tách sinh khối và làm trong nước. Hệ thống UCT được mô tả sơ lượt như (Hình 3.5.). 2 1 Anaerobic Anoxic Oxic Anoxic Oxic 3 Bùn tuần hoàn Bùn tuần hoàn Hình 3.4. Quá trình Phoredox Bùn dư N