LỜI MỞ ĐẦU Nước - nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng không phải vô tận. Mặc dù lượng nước chiếm hơn 97% bề mặt trái đất nhưng lượng nước có thể dùng cho sinh hoạt và sản xuất rất ít, chỉ chiếm khoảng 3%. Nhưng hiện nay nguồn nước này đang bị ô nhiễm trầm trọng do nhiều nguyên nhân mà nguyên nhân chính là do hoạt động sản xuất và ý thức của con người. Cùng với sự phát triển vượt bậc của nền kinh tế thị trường các nhà máy, khu công nghiệp được xây dựng ngày càng nhiều, trong tình hình đó các khu tái định cư được hình thành.
Các khu tái định cư được xây dựng lên với mực đích ổn định đời sống cho người dân nhưng theo nhìn nhận hiện tại chất lượng các khu tái định cư còn nhiều hạn chế : chất lượng thấp, cơ sở hạ tầng thiếu đồng bộ, không được quản lý chặt chẽ… và nhất là hầu hết các khu tái định cư đều không có hệ thống xử lý nước thải trước khi thải ra sông hồ dẫn tới việc gây ô nhiễm môi trường nước ngày càng nghiêm trọng. Với hiện trạng như vậy, để giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước cũng như đáp ứng nhu cầu sống và sinh hoạt cho người dân ở các khu tái định cư cần phải thiết kế một hệ thống xử lý nước thải có qui mô tốt, công suất cao. Trên thực tế đó em xin được tiến hành “ Nghiên cứu, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu tái định cư 1000 dân ”. Mục đích của đồ án là vận dụng những kiến thức đã học để áp dụng vào thiết kế thực tế.
Với trình độ, kinh nghiệm và thời gian còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô và các bạn. Họ và tên: Võ Thị Hải Hà Trang 5 Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.
Nƣớc thải sinh hoạt 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 viện, 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 của các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các kênh rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc bằng biện pháp tự thấm. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại : + Nước thải nhiễm bẩn do bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh + Nước thải nhiềm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất tẩy rửa… Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học ngoài ta còn chứa 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 Họ và tên: Võ Thị Hải Hà Trang 6 Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng dao động trong khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô.
Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân hủy 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 nhiềm môi trường nghiêm trọng. Tác hại đến môi trường Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thài gây ra. + COD, BOD: gây thiếu hụt oxi 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 hủy yếm khí sẽ sinh ra các sản phẩm H2S; NH3; CH4… làm cho nước có mùi hôi, giảm pH của môi trường. + SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây điều kiện yếm khí. + Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn… + Hàm lượng N, P: Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng( sự phát triển bùng phát của các loại tảo làm nồng độ oxi trong nước thấp làm các sinh vật trong nước không thể sinh tồn) + Dầu mỡ: gây mùi và ngăn cản sự khuếch tán oxi trên bề mặt. + Màu nước: gây mất mỹ quan.
Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt 2. Xử lý cơ học Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hòa 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 : Làm nhiệm vụ loại bỏ các loại rác thải có kích thước lớn như rác, vỏ đồ hộp, gỗ…Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống. Họ và tên: Võ Thị Hải Hà Trang 7 Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng Đây là bước quan trọng để đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải.
Bể lắng cát: Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải. 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 việc đặt sau song chắn có lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Các loại bể lắng cát : - Bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy - Bể lắng cát thổi khí - Bể lắng cát có dòng chảy xoáy Bể lắng sơ cấp : Để giữ lại các chất hữu cơ không tan trong nước thải trước khi cho nước thải vào các bể xử lý sinh học người ta dùng bể lắng sơ cấp. Bể lắng sơ cấp dùng để loại bỏ các chất rắn có khả năng lắng (tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước) và các chất nổi (tỉ trọng nhẹ hơn tỉ trọng của nước). Nếu thiết kế chính xác bể lắng sơ cấp có thể loại được 50 70% chất rắn lơ lửng, 25 40% BOD của nước thải.
Là giai đoạn sửa soạn cho quá trình xử lý sinh học Bể lọc: để tách các loại tạp chất nhỏ ra khỏi nước thải mà bể lắng không lắng được Xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi xử lý tiếp theo Họ và tên: Võ Thị Hải Hà Trang 8 Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng 2. Keo tụ Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào nước. Quá trình keo tụ diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do sự tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng. Mục đích của phương pháp là nhằm loại bỏ các hạt chất rắn khó lắng, cải thiện hiệu suất lắng của bể lắng.
Cấu tạo của bể keo tụ là loại bể lắng cơ học thông thường, nhưng trong quá trình vận hành, chúng ta thêm vào một số chất keo tụ như phèn nhôm, polymere để tạo điều kiện cho quá trình keo tụ và tạo bông cặn để cải thiện hiệu suất lắng. Quá trình tạo bông cặn có thể đơn giản hoá trong hình dưới đây.1: Quá trình tạo bông cặn Các chất thường dùng cho quá trình keo tụ là muối sắt và muối nhôm. Các chất thường dùng để tạo bông cặn là polyacrilamids. Nếu kết hợp với các loại muối kim loại sẽ cho hiệu suất tốt hơn.
Họ và tên: Võ Thị Hải Hà Trang 9 Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng 2. Xử lý sinh học Xử lý sinh học là phương pháp xử lý nước thải dựa trên khả năng của vi sinh vật. Phương pháp này được ứng dụng để loại các chất hữu cơ hòa tan và một số chất hữu cơ ra khỏi nước thải. Có hai phương pháp xử lý sinh học là hiếu khí và yếm khí.
+ Phương pháp hiếu khí: dựa vào việc sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí. Trong xử lý hiếu khí các vi sinh vật được cất giữ trong bùn hoạt tính hoặc trong màng sinh học. Để thiết kế và vận hành một bể xử lý sinh học có hiệu quả chúng ta phải nắm vững các kiến thức sinh học có liên quan đến quá trình xử lý. Trong các bể xử lý sinh học các vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu vì nó chịu trách nhiệm phân hủy các thành phần hữu cơ trong nước thải.
Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất thải hữu cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ còn lại thành tế bào vi khuẩn mới. Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các giống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrát hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngoài ra còn có cácloại hình sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và Geotrichum. Ngoài các vi khuẩn các vi sinh vật khác cũng đóng vai trò quan trọng trong các bể bùn hoạt tính.
Ví dụ như các nguyên sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm cho nước thải đầu ra sạch hơn về mặt vi sinh.
