CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ. Những đặc điểm của nước thải khu dân cư. - Nước thải khu dân cư là một dạng của nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải sinh hoạt của người dân và nước mưa chiếm 75-78% trong nước thải đô thị.
Nước thải sinh hoạt là nước được thải ra từ quá trình sinh hoạt của người dân bao gồm: tắm, giặt, vệ sinh, tẩy rửa, nấu ăn,. chúng được thải ra từ các hộ dân của khu dân cư đó. Nước mưa: bản chất nước mưa không gây ô nhiễm nhưng những hạt mưa sẽ cuốn trôi mọi thứ trên đường nó đi, các mái nhà, sân bãi, con đường sẽ theo cơn mưa cuốn trôi đất cát, bụi bẩn, chất thải đến hệ thống thoát nước gây tắc nghẽn ảnh hưởng đến môi trường. 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 (Nitơ, Phospho), các vi trùng gây bệnh (E.
Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: lưu lượng nước thải, tải trọng chất bẩn tính theo đầu người. Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào: mức sống, điều kiện sống và tập quán sống; điều kiện khí hậu. Tải trọng chất bẩn theo đầu người được xác định trong Bảng 2. Tải trọng chất bẩn theo đầu người Hệ số phát thải Chỉ tiêu ô nhiễm Các quốc gia gần với Việt Theo TCVN ( TCXD Nam (g/người/ngày) 51:2008) (g/người/ngày) Chất rắn lơ lửng (SS) 70-145 50-55 BOD5 đã lắng 45-54 25-30 BOD20 đã lắng - 30-35 COD 72-102 - N-NH4+ 2.7 12 SVTH: Hoàng Nguyễn Tân Như GVHD: Ths.
Nguyễn Thị Yến Liên Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư qui mô 20000 m3/ngày.đêm _____________________________________________________________________________________ Dầu mỡ 10-30 - (Nguồn:Trang 12 - Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân 1.2 Thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước thải. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phu thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Ngoài ra, lượng nước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt. Đặc điểm 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, dầu mỡ từ nhà bếp, các chất tẩy rửa, các chất hoạt động bề mặt từ các phòng tắm, nước rửa vệ sinh sàn nhà Đặc tính và thành phần tính chất của nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh nước thải này đều giống nhau, chủ yếu là các chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loại carbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy. Khi phân hủy thì vi sinh vật cần lấy oxi hòa tan trong nước để chuyển hóa các chất hữu cơ trên thành CO2, N2, H 2O, CH4… Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ có trong nước thải có khả năng bị phân hủy hiếu khí bởi vi sinh vật chính là chỉ số BOD5. Chỉ số này biểu diễn lượng oxi cần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân hủy lượng chất hữu cơ có trong nước thải. Như vậy chỉ số BOD5 càng cao cho thấy chất hữu cơ có trong nước thải càng lớn, oxi hòa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiều hơn, mức độ ô nhiễm của nước thải cao hơn.
Trong các công trình xử lý nước theo phương pháp sinh học, người ta cần lượng dinh dưỡng trung bính tính theo tỷ lệ BOD5:N:P:K là 100:5:1. Các chất hữu cơ có trong nước thải không được chuyển hóa hết bởi các loài sinh vật mà có khoảng 20% - 40% BOD không qua quá trình chuyển hóa bởi VSV, chúng chuyển ra cùng với bùn lắng. Đặc điểm quan trọng của nước thải sinh hoạt là thành phần của chúng tương đối ổn định. Các thành phần này bao gồm: 52% chất hữu cơ, 48% các chất vô cơ.
Ngoài ra nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng, phần lớn vi sinh vật trong nước thải là vi-rút, vi khuẩn gây bệnh tả, kiết lỵ và thương hàn Bảng 2.2 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt Mức độ ô nhiễm Thông số Nặng Trung bình Nhẹ Chất rắn lơ lửng (SS) 350 220 100 Chất rắn hòa tan (TDS) 850 500 250 BOD5 400 220 110 13 SVTH: Hoàng Nguyễn Tân Như GVHD: Ths. Nguyễn Thị Yến Liên Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư qui mô 20000 m3/ngày.đêm _____________________________________________________________________________________ Amoiac 50 30 10 Nitrit 0.2 0 Tổng N 85 40 20 Tổng P 15 8 4 Dầu mỡ 150 100 50 Sunfat 50 30 20 Colifom MPN/100ml 10^7-10^9 10^7-10^8 10^6-10^7 (Nguồn:Trang 11 – Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân) 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Phương pháp xử lý cơ học - Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước tahir, thường người ta sử dụng các quá trình thủy cơ. Việc lựa chọn phương pháp xử lý tùy thuộc vào kích thước hạt, tính chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết. Xử lý cơ học là xử lý ở giai đoạn đầu của qui trình nhằm loại bỏ tạp chất vô cơ, hữu cơ không tan trong nước thải để đảm bảo qui trình tiếp theo.
Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước khoảng 60% tạp chất không tan, tuy nhiên BOD trong nước thải giảm không đáng kể. Để tăng quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý các công trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD giảm đi 10-15% Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm: Song chắn rác Nhiệm vụ: dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, nilon, vỏ cây, rác thải,. ở bước đầu tiên tránh làm hư hại đến các thiết bị máy móc xử lý nước thải. Song chắn rác được phân loại theo nhiều tiêu chí, một số tiêu chí tiêu biếu: - Phân loại theo khe hở: có 3 loại + loại thô lớn (30-200mm) + loại trung bình (16-30mm) + loại nhỏ ( dưới 16mm) - Phân loại theo cấu tạo: có 2 loại + song chắn rac cố định + song chắn rác di động - phân loại theo phương thức làm sạch: + thủ công + cơ giới 14 SVTH: Hoàng Nguyễn Tân Như GVHD: Ths.
Nguyễn Thị Yến Liên Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư qui mô 20000 m3/ngày.1 Song chắn rác cơ giới Bể lắng Bể lắng cát Bể lắng cát được đặt sau lưới chắn và song chắn, đặt trước bể điều hòa. Mục đích chủ yếu của bể lắng cát là loại bỏ cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, kim loại,. Phân loại: Bể lắng cát ngang, bể lắng cát đứng, bể lắng cát tiếp tuyến và bể lắng cát làm thoáng. Các loại bể lắng cát chuyển động quay có hiệu quả lắng cát cao và hàm lượng chất hữu cơ có trong cát thấp.
Do cấu tạo đơn giản, bể lắng cát ngang được sử dụng rộng rãi hơn cả. Tuy nhiên trong điều kiện cần thiết phải kết hợp các công trình xử lý nước thải, người ta có thể dùng bể lắng cát đứng, bể lắng cát tiếp tuyến hoặc thiết bị xiclon hở một tầng hoặc xiclon thủy lực. Cát lưu giữ trong bể từ 2 đến 5 ngày. Các loại bể lắng cát thường dùng cho các trạm xử lý nước thải công suất trên 100m3/ngày.
Bể điều hòa Để điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm, qua đó tăng hiệu quả xử lý của công trình phía sau. Hiệu quả xử lý COD/BOD đạt khoảng 20-30% Bể điều hòa lưu lượng: đặt sau SCR, bể lắng cát Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng: đặt sau bể lắng cát trước bể lắng I Dành cho nước thải công nghiệp, sản xuất, đô thị. Điều hòa lưu lượng và tải trọng của BOD và SS 15 SVTH: Hoàng Nguyễn Tân Như GVHD: Ths. Nguyễn Thị Yến Liên Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư qui mô 20000 m3/ngày.đêm _____________________________________________________________________________________ Bể lọc Dùng để tách các thành phần lơ lửng, phân tác có trong nước thải vs kích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọc như: cát, đá, than bùn, than gỗ, sỏi,.
Bể lọc thường làm việc với 2 chế độ: lọc và rửa lọc Quá trình này chỉ áp dụng cho các công nghệ xử lý nước thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm có trong nước thải. Có thể phân loại bể lọc như sau: - Lọc qua vách lọc - Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt - Thiết bị lọc chậm - 2.2 Phương pháp xử lý hóa lý Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải. Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm: 16 SVTH: Hoàng Nguyễn Tân Như GVHD: Ths. Nguyễn Thị Yến Liên Đồ án xử lý nước thải Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư qui mô 20000 m3/ngày.đêm _____________________________________________________________________________________ Keo tụ, tạo bông Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (10-7 – 10-8cm).
Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn. Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp.