CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt - 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 rửa, vệ sinh cá nhân. Chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viên, chợ, và các công trình công cộng khác. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có.
Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm.2 Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt - 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. - Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ 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/1 theo trọng lượng khô. Có khoảng 20 - 40% chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học. Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.3 Tác hại đến môi trường - Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra. + COD, BOD: Sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước.
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 thúi và làm 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. + Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da. + 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).
+ Màu: Mất mỹ quan. + Dầu mỡ: Gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.4 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải - Nguồn nước mặt là sông hồ, kênh rạch, suối, biển, nơi tiếp nhận nước thải từ khu dân cư đô thị, khu công nghiệp hay các xí nghiệp công nghiệp. Một số nguồn nước trong số đó là nguồn nước ngọt quý giả, sống còn của đất nước, nếu để bị ô nhiễm do nước thải thì chúng ta phải trả giá rất đắt và hậu quả không lường hết. Vì vậy, nguồn nước phải được bảo vệ khỏi sự ô nhiễm do nước thải.
- Ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu là do tất cả các dạng nước thải chưa xử lý xả vào nguồn nước làm thay đổi các tính chất hoá lý và sinh học của nguồn nước. Sự 2 có mặt của các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên của nguồn nước và kìm hãm quá trình tự làm sạch của nguồn nước. Khả năng tự làm sạch của nguồn nước phụ thuộc vào các điều kiện xáo trộn và pha loãng của nước thải với nguồn. Sự có mặt của các vi sinh vật trong đó có các vi khuẩn gây bệnh, đe doạ tính an toàn vệ sinh nguồn nước.
- Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là: + Hạn chế số lượng nước thải xả vào nguồn nước. + Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo qui định bằng cách áp dụng công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước. Ngoài ra, việc nghiên cứu áp dụng công nghệ sử dụng lại nước thải trong chu trình kín có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. 3 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ XỬ LÝ CẶN 2.1 Xử lý cơ học - Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà tan chứa trong nước thải và được thực hiện ở các công trình xử lý: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc các loại.
+ Song chắn rác, lưới chắn rác làm nhiệm vụ giữ lại các chất bẩn kích thước lớn có nguồn gốc hữu cơ. + Bể lắng cát được thiết kế trong công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ, chủ yếu là cát chứa trong nước thải. - Bể lắng làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và các tạp chất nổi chứa trong nước thải. Khi cần xử lý ở mức độ cao (xử lý bổ sung) có thể sử dụng các bể lọc,.
- Về nguyên tắc, xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi xử lý tiếp theo.2 Xử lý sinh học - Cơ sở của phương pháp xử lý sinh học nước thải là dựa vào khả năng oxy hoá các liên kết hữu cơ dạng hòa tan và không hoà tan của vi sinh vật – chúng sử dụng các liên kết đó như là nguồn thức ăn của chúng. - Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm có: Hồ sinh vật Hệ thống xử lý bằng thực vật nước (Lục bình, lau, sậy, rong- tảo.) Cánh đồng tưới Cánh đồng lọc Đất ngập nước - Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm có: Bể lọc sinh học các loại Quá trình bùn hoạt tính Lọc sinh học tiếp xúc dạng trống quay(RBC) Hồ sinh học thổi khí 4 Mương oxy hoá.3 Khử trùng nước thải - Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng của công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh trước khi xả vào nguồn nước. - Để khử trùng nước thải có thể sử dụng clo và các hợp chất chứa clo, có thể tiến hành khử trùng bằng ozon, tia hồng ngoại, ion bạc,. nhưng cần phải cân nhắc kỹ về mặt kinh tế.4 Xử lý cặn nước thải - Nhiệm vụ của xử lý căn (Cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải) là: Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn Ổn định cặn Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau - Rác (Gồm các tạp chất không hòa tan kích thước lớn: Cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau,.) được giữ lại ở song chắn rác có thể được chở đến bãi rác (Nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể metan để tiếp tục xử lý.
- Cát từ các bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào mục đích khác. - Cặn tươi từ bể lắng cát đợt một được dẫn đến bể mêtan để xử lý. - Một phần bùn hoạt tính (Vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt 2 được dẫn trở lại aeroten để tiếp tục tham gia quá trình xử lý (Gọi là bùn hoạt tính tuần hoàn), phần còn lại (Gọi là bùn hoạt tính dư) được dẫn đến bể nén bùn để làm giảm độ ẩm và thể tích, sau đó được dẫn vào bể metan để tiếp tục xử lý. - Đối với các trạm xử lý nước thải xử dụng bể biophin với sinh vật dính bám, thì bùn lắng được gọi là màng vi sinh và được dẫn đến bể metan.
Cặn ra khỏi bể metan có độ ẩm 96 - 97%. Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: Sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo (Thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép, thiết bị li tâm cặn. Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55 - 75%. 5 - Để tiếp tục xử lý cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng thiết bị khác nhau: Thiết bị sấy dạng ống dạng khí nén, dạng băng tải.
Sau khi sấy độ ẩm còn 25 - 30% và cặn dạng hạt dễ dàng vận chuyển. - Đối với các trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén và sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát. CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.1 Phương pháp xử lý cơ học 6 - Xử lý cơ học nhằm mục đích: + Tách những chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi,…) ra khỏi nước thải. + Loại bỏ cặn nặng như: đất cát, kim loại nặng, thủy tinh,… + Điều hòa lưu lượng và các chất ô nhiễm trong nước thải.
- Phương pháp cơ học loại bỏ được 60% các chất thải có kích thước thô, không tan. Là giai đoạn đầu tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý phía sau.