Quy trình hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt chuẩn nhất

4
10362

Quy trình hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt chuẩn nhất

công ty môi trường SACOTEC  là công ty xử lý nước thải hàng đầu Việt Nam, chuyên tư vấn thiết kế xây dựng hệ thống xử lý nước thải. Công ty có đội ngũ kỹ thuật chuyên sâu về môi trường, thiết kế các hệ thống hiện đại, giảm chi phí đầu tư , áp dụng  công nghệ xử lý nước thải hiện đại,  hoàn thành theo đúng thời gian đề ra. Với tiêu chí “Uy tín, chất lượng để giữ vững niềm tin với khách hàng”.
Trong cuộc sống sinh hoạt hằng ngày, việc thải ra môi trường nước thải sinh hoạt có nhiều chất hữu cơ gây ô nhiễm.

Xem thêm: xử lý nước thại trại heo sau biogas chuẩn nhất

  1. NGUỒN GỐC & THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI
    • Nguồn gốc nước thải

Lưu lượng nước thải thực tế  bao gồm các loại nước thải phát sinh từ các khu vực chúng tôi tạm gọi theo nguồn gốc phát sinh như đây:

  • Dòng thải 1– Nước thải từ các khu WC của các khu nhà chức năng.
  • Dòng thải 2– Nước thải từ khu vực nhà Căn tin
  • Thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt là các chỉ tiêu: BOD5, COD, TSS (cặn lơ lửng), chất dinh dưỡng (N, P), dầu mỡ, váng nổi và Coliform …
    • Thành phần tính chất nước thải

Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như protein( 40 – 50 %); hydrat cacbon (40 – 50 %).

Nồng độ chất hữu cơ trong  nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450 mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20 – 40 % chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học.

Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5/COD) , các chất dinh dưỡng (Ni tơ, phospho ),các vi trùng gây bệnh (E.coli, coliform…).

Thành phần và tính chất của nước thải đầu vào để thiết kế công nghệ TXLNT được dựa trên kinh nghiệm của nhà thầu và thực tế một số công trình tương tự đã được triển khai.

Giá trị đầu vào và đầu ra của hệ thống XLNT như bảng sau:

TT Thông số Đơn vị Giá trị tính toán đầu vào Nồng độ các chất ô nhiễm sau xử lý QCVN 14/2008 mức B
1 pH 5-9 5 – 9
2 BOD5  (20oC) mg/l 200-250 50
3 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 250 100
4 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1000
5 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 4
6 Amoni  (tính theo N) mg/l 30 10
7 AmNitrat (NO3) (tính theo N) mg/l 70 50
8 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 20
9 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/l 10
10 Phosphat (PO43-) (tính theo P) Mg/l 10 6
11 Tổng Coliforms MPN/

100ml

15.000-30.000 5.000

(Nguồn: từ các công trình có tính chất và loại nước thải tương tự)

  1. TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI

2.1 Các quy phạm tiêu chuẩn được áp dụng:

  • QCXDVN 01 : 2008/BXD : Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về quy hoạch xây dựng
  • TCVN 4513- 88: cấp nước bên trong – T/C thiết kế.
  • TCVN 4474 –87: thoát nước bên trong – T/C thiết kế.
  • TCVN 2622-95: phòng cháy chữa cháy cho nhà và T/C thiết kế.
  • TCXDVN 33-2006: cấp nước mạng lưới đường ống và công trình – T/C thiết kế.
  • TCXD 51-1984: thoát nước mạng lưới bên ngoài công trình T/C thiết kế.

2.2 Nhu cầu cần nước của khu A Tổng kho xăng dầu.

  • Tiêu chuẩn dùng nước với qt/c = 200 Lít/ người / ngày đêm.
  • Số người sử dụng là 150 người

– Phòng QLKT: 15 người

– Phòng BV-PCCC: 5 người

– Phòng tin học và tự động hóa: 10 người

– Phòng hải quan: 15 người

– Hội trường Tổng kho và Căn tin: 50 người

– Phòng điều độ kho cảng: 25 người

– Phòng hóa nghiệm: 10 người

– Phòng KTXD: 10 người

– Văn phòng Giám Đốc: 10 người

  • QSinh hoạt = /ngày đêm.

2.3 Lưu lượng nước thải tính toán

Lưu lượng nước thoát sinh hoạt Khu A Tổng kho xăng dầu = 80% lưu lượng nước cấp = 30m3/ngày đêm x 80% = 24m3/ngày đêm.

Chọn hệ số phát sinh dao dộng K= 1,2-1,3, chọn K= 1,25

Lưu lượng nước thải áp dụng để tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Q= 1,25 x24= 30 m3/ngày đêm.

  1. PHÂN TÍCH TIÊU CHÍ THIẾT KẾ, LỰA CHỌN QUY TRÌNH VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH

3.1.  Tiêu chí thiết kế

Yêu cầu kỹ thuật về HTXLNT

Về công nghệ:

  • Yêu cầu quy trình công nghệ xử lý nước thải ổn định, xử lý nước thải đầu ra luôn đảm bảo tiêu chuẩn xả thải của Bộ Tài Nguyên Môi Trường QCVN 14-2008/BTNMT, mức B.
  • Có khả năng dễ dàng nâng cấp hệ thống xử lý lên công suất lớn hơn (hệ số vượt tải 1.2) mà không phải tốn nhiều chi phí.
  • Hệ thống hoạt động ổn định, tự động hóa cao và chi phí xử lý nước thải thấp.
  • Vận hành tự động và dễ dàng kiểm soát, vận hành không đòi hỏi người nhân công vận hành phải có chuyên môn cao.
  • Chi phí hóa chất thấp.

Yêu cầu về mỹ quan:

  • Hệ thống phải được thiết kể nhỏ gọn, chiếm ít diện tích, xây dựng phù hợp với cảnh quan hiện tại của nhà máy.
  • Không phát sinh mùi hôi thối trong quá trình xử lý.

3.2 Lựa chọn quy trình công nghệ xử lý

Căn cứ vào điều kiện thực mặt bằng thực tế và các công trình có tính chất tương tự về đặc tính nước thải đầu vào, căn cứ vào khả năng áp dụng thành công của từng công nghệ xử lý nước thải đã được áp dụng tại Việt Nam, chúng tôi đề xuất phương án công nghệ sinh học  để áp dụng cho HTXLNT.

(Xem ở trang sau)

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt công suất 30 m3/ngày đêm

3.3 Thuyết minh kỹ thuật sơ đồ công nghệ.

Quy trình dòng thải trong công nghệ qua các hạng mục sau:

Dòng nước thải khu vực WC: Nước thải phát sinh từ các khu vực WCà Bể tự hoại (phân hủy yếm khí) à Hố thu gomàBể Điều Hòa

Dòng nước thải khu vực Căn tin: Nước thải phát sinh từ các khu vực Hội trường và Căn tinàHố thu gomàBể Điều Hòa

Nước thải từ Bể Điều HòaàBể Thiếu KhíàBể Hiếu KhíàBể Lắng Sinh HọcàBể Khử TrùngàBồn lọc áp lựcàNguồn tiếp nhận QCVN 14-2008/BTN MT, Mức B.

 

Hố thu gom nước thải WC và Căn tin

Do điều kiện mặt bằng thoát nước quá lớn nhưng với lưu lượng nước thải nhỏ.

Hiện trạng thực tế: Đường thoát nước mưa và nước thải đang dẫn chung nên gây khó khăn cho quá trình tách và dẫn ống thu gom.

Nên vấn đề thu gom bằng hình thức ống dẫn (ống hoặc cống) là không khả thi và không phù hợp.

Phía nhà thầu sau khi đi khảo sát thực tế có đề xuất như sau:

+ Điểm thoát nước từ nhà WC của phòng BV-PCCC: Nước thải àHầm tự hoạiàHố ga  1(sẳn có)à Bơm thu gom àHố ga 2(xây mới)àBể Điều Hòa

+ Điểm thoát nước từ nhà WC của phòng QLKT: Nước thải àHầm tự hoạiàHố ga  2(xây mới)à Bơm thu gom àBể Điều Hòa

+ Điểm thoát nước từ nhà WC của phòng TIN HỌC và TỰ ĐỘNG HÓA: Nước thải -> Hầm tự hoại (mới xây) -> Hố ga  3(sẳn có)->  Đường ống thu gom (cải tạo lại)-> Bể Điều Hòa

+ Điểm thoát nước từ nhà WC của phòng Hải Quan: Nước thải -> Hầm tự hoại  -> Hố ga  4(xây mới)->  Đường ống thu gom (cải tạo lại)-> Bể Điều Hòa

+ Điểm thoát nước từ nhà WC của Hội trường tổng kho, căn tin và Nước thải Căn tin:

Nước thải WC àHầm tự hoại (sẳn có) -> Hố ga  5(sẳn có)->  Bơm thu gom->Bể Điều Hòa

Nước thải Căn tin-> Hố ga 6( xây mới) -> Song tách rác->  Đường ống thu gom (có sẳn)-> Hố ga 5 (sẳn có)-> Bơm thu gom->Bể Điều Hòa

+ Điểm thoát nước từ nhà WC của phòng ĐĐKC, KTXD, Hóa Nghiệm: Nước thải->Hầm tự hoại-> Hố ga  7(sẳn có)->  Bơm thu gom -> Hố ga 5 (sẳn có)->Bể Điều Hòa

+ Điểm thoát nước từ nhà WC của Văn Phòng Giám Đốc: Nước thải -> Hầm tự hoại-> Hố ga  8(xây mới)->  Bơm thu gom-> Hố ga 7(sẳn có)->  Bể Điều Hòa

Toàn bộ nước thải được tập trung và bơm dẫn về Bể điều hòa.

Bể điều hòa

Nhiệm vụ của bể điều hoà là tập trung nước thải, điều hoà lưu lượng, ổn định nồng độ, giảm nhẹ kích thước các bể xử lý phía sau, đơn giản hóa công nghệ, tăng hiệu quả xử lý.

Từ bể điều hoà, nước thải được bơm vào Bể Thiếu khí với lưu lượng thiết kế

BỂ THIẾU KHÍ  (Anoxic)

Bể anoxic là bể quan trọng trong quá trình xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học. Công nghệ khử nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học phổ biến nhất hiện nay là: Nitrat hóa và khử Nitrat, diễn biến của quá trình này như sau:

 

Nitrat hóa

Nitrat hoá là một quá trình tự dưỡng (năng lượng cho sự phát triển của vi khuẩn được lấy từ các hợp chất ôxy hoá của Nitơ, chủ yếu là Amôni. Ngược với các vi sinh vật dị dưỡng các vi khuẩn nitrat hoá sử dụng CO2(dạng vô cơ) hơn là các nguồn các bon hữu cơ để tổng hợp sinh khối mới. Sinh khối của các vi khuẩn nitrat hoá tạo thành trên một đơn vị của quá trình trao đổi chất nhỏ hơn nhiều lần so với sinh khối tạo thành của quá trình dị dưỡng.

Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amôni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật , đó là vi khuẩn Nitrosomonas và Vi khuẩn Nitrobacter. Ở giai đoạn đầu tiên amôni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat:

Bước 1. NH4– + 1,5 O2 –> NO2– + 2H+ + H2O
Bước 2. NO2 + 0,5 O2 –> NO3

Các vi khuẩn Nitrosomonas và Vi khuẩn Nitrobacter sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau :

NH4+ + 2 O2 –> NO3 + 2H+ + H2O (*)

Cùng với quá trình thu năng lượng, một số iôn Amôni được đồng hoá vận chuyển vào trong các mô tế bào. Quá trình tổng hợp sinh khối có thể biểu diễn bằng phương trình sau:

4CO2 + HCO3 + NH4+ + H2O –> C5H7NO2 + 5O2

 

Tiếp theo nước thải tự chảy qua Bể Sinh Học Hiếu Khí (Aerotank)

 

BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ (AEROTANK_

Bể xử lý sinh học hiếu khí là quy trình xử lý bằng bùn hoạt tính hiếu khí là sử dụng các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải bằng bùn hoạt tính có đầy đủ oxy hòa tan ở nhiệt độ, pH… thích hợp.

Bùn hoạt tính có thể được tạo thành từ nước thải có huyền phù cao như nước thải sinh hoạt cho đến nước thải có nhiều hóa chất tổng hợp như nước thải công nghiệp. Sự hình thành bùn hoạt tính sẽ xảy ra khi nước thải có đủ các chất dinh dưỡng cho vi khuẩn. Đa số các loại nước thải đều có đủ dinh dưỡng để hình thành bùn hoạt tính, nếu không người ta có thể bổ sung chất dinh dưỡng (thường là đối với nước thải công nghiệp).

Khi bắt đầu thổi khí, tỉ số F/M (tỉ số thức ăn / sinh khối) rất cao, như vậy vi sinh vật sẽ có dư thừa thức ăn và chúng sẽ tăng trưởng theo pha log. Khi vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng thì nguyên sinh động vật cũng sẽ bắt đầu tăng trưởng theo. Trong pha log, thì các chất hữu cơ trong nước thải sẽ được loại bỏ với tốc độ tối đa hay nói khác đi là các chất hữu cơ được chuyển hóa nhiều nhất  thành sinh khối tế bào. Mức năng lượng trong hệ thống đủ lớn để giữ cho tất cả vi sinh vật lơ lững trong hỗn dịch. Không thể có bông bùn hoạt tính được tạo thành với vi sinh vật đang tăng trưởng trong pha lỏng.

Khi vi sinh vật tiêu thụ quá nhiều thức ăn để tạo sinh khối mới , tỉ số F/M giảm nhanh. Khi đó vi sinh vật bắt đầu tăng trưởng chậm lại, cả vi khuẩn và nguyên sinh động vật. Một số tế bào bắt đầu chết và bông bùn bắt đầu tạo thành. Khi vi khuẩn có đầy đủ năng lượng, chúng nhanh chóng phân chia hay nói cách khác là chúng tồn tại riêng rẽ để duy trì hoạt động trao đổi chất bình thường. Khi năng lượng trong hệ thống giảm dần, ngày càng có nhiều vi khuẩn không có đủ năng lượng để vượt qua lực hấp dẫn giữa chúng với nhau , chúng bắt đầu kết cụm lại với nhau: 2, 3, 4, … và cứ thế bông bùn nhỏ được tạo thành.

Tỉ số F/M tiếp tục giảm, vi sinh vật qua hết pha ổn định. Khi chúng bắt đầu vào pha trao đổi chất nội bào, tỉ số F/M sẽ duy trì không đổi trong pha này. Có thể nói, hệ thống rất ổn định trong pha trao đổi chất nội bào. Chỉ một lượng rất nhỏ chất dinh dưỡng được trao đổi chất và vi sinh vật cần một năng lượng rất ít để duy trì hoạt động sống. Dần dần vi khuẩn không còn đủ năng lượng để lấy thức ăn xung quanh nữa và chúng bắt đầu sử dụng các chất dinh dưỡng dự trữ trong tế bào, đặc biệt ở giai đoạn này, bông bùn hình thành rất nhanh.

Thông thường, khi pha trao đổi chất nội bào bắt đầu, các bông bùn nhỏ được tạo thành và chúng được tách ra khỏi nước thải (lắng). Một lượng bông bùn đậm đặc được cho vào bể xử lý sẽ làm cho tỉ số F/M trong bể giảm đi và vi khuẩn sẽ nhanh chóng tăng trưởng. Duy trì thổi khí liên tục để cho phép hệ thống luôn có một lượng nhỏ vi sinh ở pha trao đổi chất nội bào ở mỗi chu kỳ.

Kết quả là bùn kết cụm tốt hơn còn nước sau xử lý  trong hơn.

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí mô tả bằng sơ đồ sau:

(CHO)nNS  +  O2  à  CO2 + H2O + NH4+ + H2S + Tế bào VSV  + …DH

Trong điều kiện hiếu khí NH4+ và H2S cũng bị phân hủy nhờ quá trình nitrat hóa, sunfat hóa bởi vi sinh vật tự dưỡng:

NH4+           +          2O2     à        NO3- +          2H+    +          H2O    +          DH

H2S   +          2O2     à        SO4-   +          2H+                           +          DH

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ bằng vi sinh vật trong điều kiện có oxi để cho sản phẩm là CO2, H2O, NO3- và SO42-. Khi xử lý hiếu khí các chất bẩn phức tạp như protein, tinh bột, chất béo… sẽ bị thủy phân bởi các men ngoại bào cho các chất đơn giản là các axit amin, các axit béo, các axit hữu cơ, các đường đơn…Các chất đơn giản này sẽ thấm qua màng tế bào và bị phân hủy tiếp tục hoặc chuyển hóa thành các vật liệu xây dựng tế bào mới bởi quá trình hô hấp nội bào cho sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí gồm 3 giai đoạn:

Oxy hoá các chất hữu cơ

CxHyOz    + O2                            CO2      +      H2O    + DH

Tổng hợp tế bào mới (Quá trình đồng hóa)

CxHyOz+ NH3 +O2                      Tế bào vi khuẩn +CO2 + H2O + C5H7NO2  – DH

Phân hủy nội bào (Quá trình dị hóa)

C5H7NO2  + 5 O2                          5CO2  +  2 H2O   + NH3­ ± DH

Trong bể hiếu khí, việc thổi khí tạo ra điều kiện tối ưu cho quá trình sinh hóa nên tốc độ và hiệu suất xử lý cao hơn so với điều kiện tự nhiên.

Một số hình ảnh của các loại vi sinh vật có trong bùn hoạt tính:

Hình 6 Hình ảnh của vi sinh vật có trong bùn hoạt tính

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí mô tả bằng sơ đồ sau:

(CHO)nNS  +  O2  à  CO2 + H2O + NH4+ + H2S + Tế bào VSV  + …DH

Trong điều kiện hiếu khí NH4+ và H2S cũng bị phân hủy nhờ quá trình nitrat hóa, sunfat hóa bởi vi sinh vật tự dưỡng:

NH4+ +          2O2     à        NO3- +          2H+    +          H2O    +          DH

H2S     +          2O2     à        SO4-   +          2H+                           +          DH

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ bằng vi sinh vật trong điều kiện có oxi để cho sản phẩm là CO2, H2O, NO3- và SO42-. Khi xử lý hiếu khí các chất bẩn phức tạp như protein, tinh bột, chất béo… sẽ bị thủy phân bởi các men ngoại bào cho các chất đơn giản là các axit amin, các axit béo, các axit hữu cơ, các đường đơn…Các chất đơn giản này sẽ thấm qua màng tế bào và bị phân hủy tiếp tục hoặc chuyển hóa thành các vật liệu xây dựng tế bào mới bởi quá trình hô hấp nội bào cho sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí gồm 3 giai đoạn:

Oxy hoá các chất hữu cơ

CxHyOz    + O2                            CO2      +      H2O    + DH

Tổng hợp tế bào mới (Quá trình đồng hóa)

CxHyOz+ NH3 +O2                      Tế bào vi khuẩn +CO2 + H2O + C5H7NO2  – DH

Phân hủy nội bào (Quá trình dị hóa)

C5H7NO2  + 5 O2                          5CO2  +  2 H2O   + NH3­ ± DH

Trong bể hiếu khí, việc thổi khí tạo ra điều kiện tối ưu cho quá trình sinh hóa nên tốc độ và hiệu suất xử lý cao hơn so với điều kiện tự nhiên.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí là:  nhiệt độ, pH, lượng oxi hòa tan, tỷ lệ chất dinh dưỡng, các độc tố…

Nhiệt độ của nước thải là một trong những thông số quan trọng vì trong quá trình sinh học nhiệt độ ảnh hưởng đến đời sống của thuỷ sinh vật, đến sự hoà tan của oxi trong nước. Nhiệt độ còn là một thông số công nghệ quan trọng liên quan đến quá trình lắng của hạt cặn. Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến độ nhớt của chất lỏng và do đó liên quan đến lực cản của quá trình lắng.

Oxi hoà tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí. Lượng oxi hoà tan trong nước thải ban đầu dẩn vào trạm nước thải thường bằng không hoặc rất nhỏ. Trong khi đó, đối với các công trình xử lý sinh học hiếu khí thì lượng oxi hoà tan không nhỏ hơn 2 mg/l.

Trong nước thải sau xử lý, lượng oxi hoà tan không nhỏ hơn 4 mg/l đối với nguồn nước dùng để cấp nước (loại A) và không nhỏ hơn 6 mg/l đối với nguồn nước thải dùng để nuôi cá.

Sau khi qua bể hiếu khí, nước thải được dẫn qua Bể Lắng Sinh Học.

Một phần hổn hợp bùn và nước thải của bể Aerotank được bơm tuần hoàn về bể Thiếu Khí để khử Nitơ.

 

BỂ LẮNG SINH HỌC

Bể lắng sinh học là bể tách bùn sinh học ra khỏi nước thải trong hỗn hợp bùn và nước thải từ bể thổi khí qua.

Hỗn hợp bùn & nước thải rời khỏi bể sinh học thổi khí chảy tràn vào bể lắng sinh học nhằm tiến hành quá trình tách nước và bùn.

Bùn sinh học lắng dưới đáy bể một phần được tuần hoàn lại bể thổi khí nhằm đảm bảo nồng độ bùn vi sinh hiếu khí trong bể thổi khí, một phần được thu gom về bể chứa bùn (nếu bùn dư, nồng độ bùn cao hơn mức cho phép).

Một phần bùn hoạt tính có thể được tuần hoàn về bể Thiếu Khí để tạo bùn thiếu khí (dạng vi sinh thiếu khí, tùy nghi)

Nước thải sau tách bùn ở bể lắng sinh học được dẫn qua bể Khử Trùng

BỂ KHỬ TRÙNG

Bể trung gian có nhiệm vụ tiếp nhận nước sau lắng sinh học (để phục vụ bơm lọc áp lực) và dd khử trùng: dd Clo, nước Javel,… châm vào bể để khử trùng các vi khuẩn, vi sinh vật có hại trước khi xả thải ra môi trường tiếp nhận.

Chất khử trùng chứa clo sẽ tác dụng với nước thải theo các phương trình phản ứng như sau:

2CaCl2O       +          2H2O  à        Ca(OH)2         +          2HClO            +          CaCl2

HClO                                    à        ClO                +          H+

HClO                                    «        HCl                 +          O

BỒN LỌC ÁP LỰC

Từ bể khử trùng nước thải được bơm lên bồn lọc áp lực. Nhiệm vụ của bồn lọc loại bỏ các hạt cặn nhỏ không thể lắng được trong bể lắng sinh học. Ngoài ra quá trình này giúp giảm mùi khó chịu trong nước thải.

Nước thải sẽ đạt QCVN 14-2008/BTNMT, Mức B và được thải ra ngoài.

BỂ CHỨA BÙN

Khi nồng độ bùn hoạt tính của bể sinh học hiếu khí dư thì bùn hoạt tính dư cần xả bỏ vào Bể Chứa Bùn, tại đây bùn được nén, tách nước (phần nước được dẫn về bể điều hòa), bùn sẽ bị phân hủy.

Định kỳ hoặc khi lượng bùn trong bể cao sẽ liên hệ đơn vị thu gom có chức năng đến thu gom và xử lý theo qui định.

4 TÍNH TOÁN  CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ                                                                        

4.1 CÔNG SUẤT THIẾT KẾ 30 M3/NGÀY.

  • Lưu lượng thiết kế : Qngàytb = 30 m3/ngày đêm
  • Lưu lượng trung bình giờ: m3/h
  • Lưu lượng xả thải lớn tập trung vào các giờ cao điểm

Thời gian: 7h-9h; 12h-14h; 16h-18h

  • Lưu lượng giờ lớn nhất: Qhmax = m3/h.
  • Chọn lưu lượng tính toán thiết kế: m3/h

4.2 Bể điều hòa

Thiết kế bể điều hòa hình chữ nhật hoặc vuông, làm bằng bê tông cốt thép.

  • Kích thước của bể điều hòa

Chọn thời gian lưu nước của bể điều hòa: t = 70h

Thể tích hữu ích của bể điều hòa:

Vđh = Qhtb.t = 3×7 = 21 m3

Chọn chiều cao hữu ích của bể điều hòa: h = 2,0m

Chiều cao bảo vệ của bể điều hòa: hbv = 0,5m

Vậy chiều cao xây dựng bể điều hòa:

H = h + hbv = 2,0 + 0,5 = 2,5m

Diện tích hữu ích (F) bể điều hòa:

F = B x L m2

  • Thiết kế bể điều hòa:

+ Chiều rộng B = 3 m.

+ Chiều dài    L = 2,8 m; Chọn L= 3,0 m

Thể tích thực của bể là:

Vt = B x L x H = 3 x 3 x 2,5 = 22,5 m3

Thông số thiết kế bể điều hòa Dài (m) Rộng (m) Cao(m) Số lượng
3 3 2,5 01

4.3 Bể thiếu khí

Thiết kế bể thiếu khí hình chữ nhật hoặc vuông, làm bằng bê tông cốt thép.

  • Kích thước của bể thiếu khí

Chọn thời gian lưu nước của bể thiếu khí: t = 4h

Thể tích hữu ích của bể thiếu khí:

Vđh = Qhtb.t = 3×4 = 12 m3

Chọn chiều cao hữu ích của bể thiếu khí: h = 3,0m

Chiều cao bảo vệ của bể thiếu khí: hbv = 0,5m

Vậy chiều cao xây dựng bể thiếu khí:

H = h + hbv = 3,0 + 0,5 = 3,5m

Diện tích hữu ích (F) bể thiếu khí:

F = B x L m2

  • Thiết kế bể thiếu khí:

+ Chiều rộng B = 2m.

+ Chiều dài    L = 1,7 m;  Chọn L=2m

Thể tích thực của bể là:

Vt = B x L x H = 2  x 2 x 3,5 = 14 m3

Thông số thiết kế bể thiếu khí Dài (m) Rộng (m) Cao(m) Số lượng
2 2 3,5 01

4.4 Bể Aerotank (bể sinh học hiếu khí)

Thiết kế bể Aerotank xáo trộn hoàn chỉnh.

  • Các thông số thiết kế:
    • Lưu lượng nước thải: Q = 3 m3/h;
    • Hàm lượng BOD5 đầu vào = 250 mg/l;
    • Cặn lơ lửng đầu vào = 100 mg/l
    • Tỉ số MLVSS: MLSS = 0,6;
    • Hệ số sản lượng tế bào Y = 0.72mg bùn hoạt tính/mg BOD5 tiêu thụ)
    • Hàm lượng bùn tuần hoàn: Xth = 12000mgVSS/l;
    • Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể aerotank MLVSS: 2500 – 4000 mg/l,

Chọn X = 2500 mg/l  MLSS = mg/l;

  • Thời gian lưu bùn trung bình (qc): 3 – 15 ngày. Chọn qc = 12 ngày;
  • Nước thải sau lắng sinh học chứa 90 mg/l cặn sinh học, trong đó có 50% cặn dễ phân huỷ sinh học;
  • BOD5 : BOD20 = 0,6;
  • Tỉ số BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1
  • Tỉ số F/M: 0.2 – 0.6 kg/kg,ngày;
  • Tải trọng thể tích: 0.3 – 1.6kg BOD5 /m3ngày
  • Thể tích bể Aerotank

Thể tích Aerotank được tính theo công thức sau:

 

Trong đó:

  • qc: thời gian lưu bùn (ngày), qc = 12 ngày
  • Q: lưu lượng nước thải (m3/ngày), Q = 30 m3/ngày
  • Y: hệ số sản lượng tế bào, Y = 0.4 – 0.8. Lấy Y = 0.72
  • S0: BOD5 nước thải vào bể Aerotank (mg/l), S0 =250 mg/l
  • S: nồng độ BOD5 sau lắng II (mg/l), S = 30 mg/l
  • X: hàm lượng tế bào chất trong bể (mg/l), X = 2500 mg/l
  • kd: hệ số phân hủy nội bào (ngày -1), kd = 0.02 -0,1, lấy kd = 0.06

m3

Thời gian lưu nước lại trong bể:

h

Do ta cần thời gian lưu nước tại bể >10 h nên ta chọn h

Vì vậy tính lại thể tích bể như sau:

m3

Chọn chiều cao hữu ích của bể là H = 3,0 m

Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m.

Vậy chiều cao tổng cộng là:

Htc = 3,0+ 0.5 = 3,5 m

Diện tích mặt bằng bể là:

F m2

Chọn: +  Chiều rộng B = 3 m

+  Chiều dài   L = 4 m

Thể tích thực bể:

Vt = B x L x Htc = 3 x 4 x 3,5 = 42 m3

Thông số thiết kế bể thổi khí Dài (m) Rộng (m) Cao(m) Số lượng
4 3 3,5 01

4.5 Bể lắng sinh hoc

Chọn bể lắng đứng để thiết kế

  • Ống phân phối trung tâm

Đường kính ống trung tâm phân phối của bể lắng sinh học được thiết kế với d = 0,5 m,

Chiều cao ống trung tâm là Htt = 2.4 m

Diện tích ống phân phối trung tâm:

Stt =  = 0,19625m2

Thể tích chứa nước của bể lắng được tính theo công thức:

VL = Qtb xT

Với:  T là thời gian lưu nước trong ngăn lắng, Chọn T = 6 giờ

Vậy thể tích chứa nước của ngăn lắng:

VL = m3

Chiều cao hữu ích của vùng lắng là HL = 3,0

Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m.

Vậy chiều cao tổng cộng là:

Htc = 3,0+ 0,5 = 3,5 m

  • Diện tích bề mặt của bể lắng là

F =  m2

Chọn: +  Chiều rộng B = 2,5 m

+  Chiều dài   L = 2,5 m;

Thể tích thực bể:

Vt = B x L x Htc = 2,5 x 2,5x 3,5 = 21,875m3

Thông số thiết kế bể lắng sinh học Dài (m) Rộng (m) Cao(m) Số lượng
2,5 2,5 3,5 01

4.6 Bồn lọc áp lực

  • Thông số thiết kế:

Lưu lượng nước thải vào bồn lọc áp lực là Q = 30m3/ngày

Diện tích bồn lọc áp lực được tính theo công thức

S = ,  (m2)  với v là vận tốc lọc trong bồn, lấy giá trị của v = 6 m/h

S =  m2

  • Đường kính bồn lọc là:

D = , (m)

D =  m

Chọn đường kính bồn lọc áp lực D  =0,3m

Chiều cao lớp vật liệu lọc: Hl = 1,0 m

Chiều cao độ giãn nở của cát lọc khi rửa, Hgn = 0,25m

Chiều cao từ phễu thu nước đến đỉnh bồn lọc, Hbv = 0,25m

Chiều cao tổng cộng của bồn lọc

H = Hl + Hgn + Hbv , m

H = 1,5 m

Cường độ nước rửa w = 10 m3/m2.h; Thời gian rửa lọc là 15 phút.

Vật liệu chế tạo là inox 304

Thông số thiết kế bồn lọc áp lực Đường kính (m) Cao  (m) Số lượng
0,4 1,5 01

 

4.7 Bể khử trùng

  • Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải:

m  =  ,  Với: a là hàm lượng Clo hoạt tính; a = 10 g/m3

m  =    =   0,3 (kg/ngày)

Lượng NaOCl cần châm vào bể khử trùng:

M   =    =      = 0,63 (kg/ngày)

Chọn thùng chứa hoá chất có thể tích là 500L

  • Thể tích bể khử trùng

Được tính theo công thức: V  =   (m3)

Chọn thời gian lưu nước trong bể t = 1,5 giờ theo lưu lượng Qtb = 1,25 (m3/h) là khoảng thời gian mà chất khử trùng có khả năng tiếp xúc và tiêu diệt  vi sinh vật

V  =     = 4,5 (m3)

Chọn chiều sâu của bể khử trùng, H = 1,5 m, chiều cao bảo vệ là 0,5 m

Tiết diện ngang của bể khử trùng

F  =     =     =  2,25 (m2)

Tuy nhiên do khối lượng xây dựng bể khử trùng nhỏ, chiều cao thấp và có thể xây dựng hợp khối với các bể khác nên tăng thể tích, tăng thời gian tiếp xúc khử trùng.

Chọn chiều rộng bể khử trùng là B = 1,5,m

Chiều dài bể khử trùng là L = 2,0 m;

Vậy thể tích của bể khử trùng là 1,5 x 2,0 x 2,0 = 6 m3

Để tăng hiệu quả tiếp xúc, có thể chia bể ra làm nhiều ngăn chảy zic zăc.

Thông số thiết kế bể khử trùng Dài (m) Rộng (m) Cao(m) Số lượng
2,0 1,5 2,0 01

 

4.8 Bể chứa bùn

Chọn mặt bằng bể hình chữ nhật:  L x B x H =  1,5 m x 2,0 m x 3,5 m

Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 m

Thông số thiết kế bể chứa bùn Dài (m) Rộng (m) Cao(m) Số lượng
2,0 1,5 3,5 01

4.9 BẢNG TÓM TẮT KÍCH THƯỚC CÁC HẠNG MỤC XỬ LÝ                                     

Theo sơ đồ công nghệ và theo tính toán tại phần 4, Kích thước các hạng mục xử lý chính như sau:

STT HẠNG MỤC KÍCH THƯỚC

L x B x D x H (m)

SỐ LƯỢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG
1 Bể điều hòa 2,5x2x2,5 1 BTCT
2 Bể thiếu khí 2x2x3,5 1 BTCT
3 Bể thổi khí 3x2x3,5 1 BTCT
4 Bể lắng sinh học 1,5×1,5×3,5 1 BTCT
5 Bể khử trùng 2,0×1,5×2,0 1 BTCT
6 Bồn lọc áp lực D = 0,3m; H = 1,5m 1 Inox 304
7 Bể chứa bùn 2,0×1,5×3,5 1 BTCT
8 Khu vực đặt thiết bị 3.0 x 4.0 x 2.8 1 BTCT

Đọc Thêm :   Tư vấn vận hành hệ thống xử lý nước thải

Các công trình đã xử lý:

Xử lý nước thải sinh hoạt Toà Nhà ITAXA, Q.3 – Tp.HCM (2007)
– Xử lý nước thải sinh hoạt Toà nhà Indochina Q.3, Tp.HCM (2007)
– Cải tạo hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Toà nhà Saigon Center (2008)
– Thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công ty TNHH dịch vụ du lịch Biển Đông, Phan Thiết, Bình Thuận (2008)
– Thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công ty TNHH Kim Đào, Phan Thiết, Bình Thuận (2008)
– Thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khách Sạn The Palms, Phan Thiết, Bình Thuận (2008)
– Thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khách Sạn Bình Minh, Phan Thiết, Bình Thuận
– Thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khách Sạn Đồi Dương, Phan Thiết, Bình Thuận
– Thi công cải tạo và lắp đặt bổ sung các máy móc-thiết bị cho hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Padanus Resort

5. Câu hỏi thường gặp về xử lý nước thải sinh hoạt.

Câu hỏi 1:  Những phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt hay được sử dụng ?
Trả lời:
Có khá nhiều phương pháp xử lý nước thải khác nhau như sử dụng các phương pháp :
– xử lý cơ học (chắn rác, lọc, bể lắng..)
– xử lý sinh học gồm xử lý kị khí; xử lý bằng bùn hoạt tính hoặc kết hợp cả hai. Người ta cũng dùng các chế phẩm sinh học để chuyên xử lý các loại chất thải rắn, bồn cầu. Một số loài thủy sinh hoặc cây trồng cũng có thể hấp thu các thành phần độc hại có trong nước thải
– xử lý hóa học: thường dùng một số hóa chất có tính oxy hóa để phân hủy các chất ô nhiễm (chủ yếu là chất hữu cơ) thành CO2 và nước.. dùng phương pháp kết tủa các kim loại nặng trong nước; keo tụ- tạo bông- tuyển nổi..
– Xử lý bằng phương pháp màng lọc RO…
Câu hỏi 2: Hiện tại mình đang nghiên cứu về thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, mình thấy hiện nay các nhà tư vấn thiết kế hệ thống XLNT theo kiểu khép kín.
vd: Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện mình thấy có 2 bể bằng inox hình trụ khép kín, nhưng mình không hiểu đó là công nghệ gì ?
Mong các bạn giúp mình.
Trả lời : Thiểt bị dạng ống hình trụ đó được áp dụng rất nhiều ở các bệnh viện Việt Nam. Người ta gọi đó là CN 2000( tên theo đề tài khoa học cấp quốc gia). Trong thiết bị này công nghệ sử dụng là AAO, thường là 2 bậc. chất lượng nước đầu ra theo một số công trình luôn đạt chỉ tiêu tốt.
Câu hỏi 3:  Nước thải sinh hoạt được nhà nước xử lí như thế nào?
Trả lời : Theo lý thuyết, nước thải sinh hoạt sau khi được thu gom vào hệ thống cống của thành phố, sẽ được dẫn về trạm xử lý nước thải.
Tại đây, nước thải sẽ được đưa vào ngăn tiếp nhận, từ đó đi qua khối công trình xử lý cơ học, xử lý sinh học và khử trùng rồi đổ ra sông, hồ.
+ Khối công trình xử lý cơ học gồm có: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng đợt I, bể lắng đợt II…
+ Khối công trình xử lý sinh học thường là bể Biophin hoặc bể Aeroten.
+ Khử trùng là đưa các chất có khả năng oxy hóa mạnh như: Clo, KMnO4… vào để khử trùng nước thải.
Sau khi nước thải đã được xử lý sao cho đạt các tiêu chuẩn vệ sinh môi trường sẽ được xả ra môi trường tự nhiên (sông, hồ) hoặc tiếp tục xử lý để trở thành nước sinh hoạt.
Các tạp chất thu được như rác, cát, bùn sẽ được đưa đi xử lý tiếp để làm phân bón ruộng hay nguyên vật liệu xây dựng…
Ở đây chúng tôi chỉ có thể kể sơ qua công tác xử lý nước thải, còn thực tế phức tạp hơn nhiều, mà chúng tôi không thể kể hết ra được.

Đọc Thêm :   Tổng hợp các công nghệ xử lý nước thải mới nhất

Công Ty TNHH Công Nghệ Kỹ Thuật SACOTEC
Địa chỉ: Số 25, Đường số 7, Phường 7, KDC Cityland , Gò Vấp, TP. HCM
MST: 0314671217 E-mail: tan.hoang.sacotec@gmail.com
Điện thoại: 0898.873.889 – 0869.357.596
Hotline: 0974.285.153

Website: http://sacotec.vn

Ghi rõ nguồn môi trường SACOTEC khi sử dụng bài viết này

SACOTEC – VÌ MÀU XANH TƯƠNG LAI

4 COMMENTS