đồ án thiết kế xử lý nước thải sinh hoạt

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (712.28 KB, 49 trang )

Đang xem: đồ án thiết kế xử lý nước thải sinh hoạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM

MÔI TRƯỜNG

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN II

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Tùng Anh
Lớp : Kỹ thuật môi trường K57
Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường
1. Ngày giao đồ án: 14/09/2015
2. Ngày hoàn thành đồ án: 17/ 12 /2015
3. Đầu đề đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt có công suất 30.000
m3/ngày.đêm
4. Yêu cầu số liệu ban đầu:
– Đầu vào:
– Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý đạt cột A của quy chuẩn hiện hành.
5. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Lập bảng thuyết minh tính toán bao gồm:
•

Tổng quan về nước thải sinh hoạt và đặc trưng của nước thải.

•

Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt có các thông số đã cho, từ
đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp.

•

Tính toán 2 công trình đơn vị chính của phương án đã chọn: bể Aerotank và bể lắng II.

•

Tính toán cơ khí và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải , máy thổi khí…) cho các công
trình đơn vị tính toán trên.

6. Các bản vẽ kỹ thuật
– Vẽ sơ đồ công nghệ của phương án chọn: 01 bản vẽ khổ A4.
– Vẽ chi tiết bể Aerotank : 01 bản vẽ khổ A3.
– Vẽ chi tiết bể lắng II

: 01 bản vẽ khổ A3

– Vẽ sơ đồ mặt bằng nhà máy xử lý: 01 bản vẽ khổ A3
Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2015
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TS.Nguyễn Phạm Hồng Liên

1

MỤC LỤC

2

MỞ ĐẦU
Với sự gia tăng dân số của Việt Nam nói chung và các khu dân cư nói riêng, xử
lý nước thải đang là một đề tài nóng hiện nay. Nước thải từ khu dân cư, khu nhà ở mang
đặc tính chung của nước thải sinh hoạt: bị ô nhiễm bởi bã cặn hữu cơ (SS), chất hữu cơ
hòa tan (BOD), các chất dầu mỡ trong sinh hoạt (thường là dầu thực vật) và các vi trùng
gây bệnh.
Từ hiện trạng nêu trên, yêu cầu cấp thiết đặt ra là xử lý triệt để các chất ô nhiễm
để thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn xả thải, không ảnh hưởng đến môi trường sống của
người dân.
Do đó, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt” được đề ra nhằm đáp
ứng nhu cầu trên. Qua đề tài, em được hiểu và nắm được sơ bộ cách tính toán thiết kế
hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với yêu cầu là đưa ra phương án xử lý nước thải một
cách hợp lý, tính toán các công trình, trình bày quá trình vận hành, các sự cố và biện
pháp khắc phục.

3

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD

: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l

COD

: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mg/l

DO

: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan, mg/l

F/M

: Food/Micro – Organism – Tỷ lệ lượng thức ăn và lượng vi sinh vật

N

: Nitơ

P

: Photpho

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

Aerotank

: Bể xử lý sinh học hiếu khí

SS

: Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/l

TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
SBR

: Sequencing Batch Reactor – Bể sinh học phản ứng theo mẻ

UASB

: Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor – Bể sinh học kỵ khí

TDS

: Total Dissolves Solid – Tổng chất rắn hòa tan, mg/l

TSS

: Total Suspended Solid – Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l

XLNT

: Xử lý nước thải

4

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư
Bảng 1.2: Các chỉ tiêu đánh giá nước thải sinh hoạt
Bảng 1.3: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử lý
Bảng 1.4: QCVN 14:2008/BTNMT
Bảng 2.1: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử lý
Bảng 2.2: So sánh thông số kỹ thuật giữa bể SBR và Aerotank
Bảng 3.1: Các thông số tính toán bể aerotank.
Bảng 3.2 Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aerotank
Bảng 3.3: Các thông số vào bể lắng II:

Bảng 3.4: Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng II.

5

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hệ thống quản lý nước thải đô thị ở Việt Nam
Hình 1.2: Sơ đồ xử lý nước thải điển hình
Hình 1.3: Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy Yên Sở

Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ AAO
Hình 1.5. Hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ USAB

Hình 1.6. Bể JOHKASOU
Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Bio – sac
Hình 2.1. Sơ đồ đứng thể hiện 4 vùng trong bể lắng
Hình 2.2. Sơ đồ phương án xử lý 1 (sử dụng bể AO)
Hình 2.3. Sơ đồ phương án xử lý 2 (sử dụng bể aerotank)
Hình 2.1: Các giai đoạn phát triển của VSV
Hình 2.2: Quá trình khử nito
Hình 3.1: Cấu tạo bể aerotank
Hình 3.2: Các thông số bể aerotank
Hình 3.3: Cấu tạo ống phân phối khí
Hình 3.4: Phân bố đĩa thổi khí trong bể
Hình 3.5: Cấu tạo bể lắng II
Hình 3.6: Các thông số trong lắng II
Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo ngăn tiếp nhận

6

PHẦN I: Giới thiệu chung
I.

Tổng quan về nước thải sinh hoạt
1. Định nghĩa

Nước thải sinh hoạt là nước thải được sinh ra sau khi sử dụng cho các mục đích của
cộng đồng như: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… thường được thải từ các căn hộ, cơ
quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình khác. Lượng nước thải sinh hoạt phụ
thuộc vào dân số, tiêu chuẩn và hệ thống cấp thoát nước. Nước thải sinh hoạt tại các đô thị
thường có tiêu chuẩn cao hơn vùng ngoại thành và nông thôn do lượng nước thải tính trên
đầu người có sự khác biệt. Nước thải sinh hoạt ở đô thị thường được thoát bằng hệ thống
thoát nước dẫn ra kênh rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống
thoát nước nên thường được thải trực tiếp vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự
thấm.
2. Các thành phần chính
Các chất chứa trong nước thải bao gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và các vi sinh vật. Các

chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60% tổng các chất hữu cơ thực vật:
cặn bã thực vật, rau quả, giấy… và các chất hữu cơ động vật: chất thải bài tiết từ người,
động vật, xác động vật. Nồng độ các chất thường được xác định qua các chỉ tiêu BOD,
COD, SS, TS…
Bảng 1.1. Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư <2>
Chỉ tiêu

Trong khoảng

Trung bình

350-1.200

720

-Chất rắn hoà tan (TDS) , mg/l

250-850

500

-Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l

100-350

220

– BOD5, mg/l

110-400

220

-Tổng Nitơ, mg/l

20-85

40

-Nitơ hữu cơ, mg/l

8-35

15

-Nitơ Amoni, mg/l

12-50

25

-Nitơ Nitrit, mg/l

0-0,1

0,05

-Nitơ Nitrat, mg/l

0,1-0,4

0,2

-Clorua, mg/l

30-100

50

Tổng chất rắn ( TS), mg/l

7

-Độ kiềm , mgCaCO3/l

50-200

100

-Tổng chất béo, mg/l

50-150

100

-Tổng Phốt pho, mg/l

8

Bảng 1.2: Các chỉ tiêu đánh giá nước thải sinh hoạt <1>
Các chỉ tiêu
Tổng chất rắn (mg/l)
– Chất rắn hòa tan(mg/l)
– Chất rắn không tan(mg/l)
Tổng chất rắn lơ lửng(mg/l)
BOD5(mg/l)
COD(mg/l)
Tổng Nitơ(mg/l)
Nitơ hữu cơ
Dầu mỡ (mg/l)

Coliform No/100, (mg/l)

Nhe
200
120
8
120
100
250
25
10
50
106-107

Mức độ ô nhiễm
Trung bình
500
350
150
350
200
500
50
20
100
107-108

Cao
1000
700

300
600
400
800
85
35
150
108-109

Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu cát, đất sét, axit, bazo
vô cơ, dầu khoáng….
Trong nước thải có mặt nhiều loại vi sinh vật: vi khuẩn, virus, rong tảo, trứng giun
sán…. Trong số các loại vi sinh vật đó có các vi sinh vật gây bệnh như coliform, lỵ,
thương hàn… có khả năng bùng phát thành dịch.
•

Với các tiêu chí trên, cùng kiến thức đã tích lũy được, các thông số đầu vào của
nước thải được lựa chọn để làm cơ sở thiết kế như sau:
Bảng 1.3: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử ly

8

TT

Các thông số

Đơn vị

Nồng độ nước thải đầu vào

3

1

Lưu lượng nước thải

m /ngày

30000

2

pH

3

BOD

mg/1

150

4

COD

mg/1

250

5

Chất rắn lơ lửng

mg/1

200

6

Nito tổng

mg/1

30

Nitơ hữu cơ

mg/1

10

Nitơ Amoni

mg/1

20

7

Dầu mỡ

mg/1

40

8

Phosphat (PO43-)

mg/1

6

9

Tổng Coliform

MPN/100ml

106

7 – 8.5

Bảng 1.4: QCVN 14:2008/BTNMT
TT

II.

Thông số

Đơn vị

Giá trị cho phép
(QCVN14:2008 )

−

5–9

1

pH

2

BOD5 (20 0C)

mg/l

30

3

Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/l

50

4

Tổng chất rắn hòa tan

mg/l

500

5

Sunfua
H2S)

(tính

theo

mg/l
mg/l

1.0

ực

6

Amoni (tính theo N)

7

Nitrat
theo N)

8

Dầu mỡ động, thực vật

mg/l

10

9

Tổng các chất hoạt động bề
mặt

mg/l

5

10

Phosphat
(PO 43-)
(tính theo P)1

mg/l

6

11

Tổng Coliforms

MPN/100
ml

3.000

(NO3-)(tính

mg/l

Th

5
30

trạng ô nhiễm tại Việt Nam. <10>
Quá trình đô thị hoá tại VN diễn ra rất nhanh. Những đô thị lớn tại VN như Hà Nội, TP
Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng nề. Đô thị ngày càng phình ra
9

tại VN, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước
thải sinh hoạt tại VN vô cùng thô sơ. Có thể nói rằng, người Việt Nam đang làm ô nhiễm
nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải ra hàng ngày.
Số liệu thống kê mới đây cho thấy, trung bình một ngày Hà Nội thải 658.000 m3 nước
thải, trong đó 41% là nước thải sinh hoạt, 57% nước thải công nghiệp, 2% nước thải bệnh

viện. Hiện chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải; 36/400 cơ sở sản xuất có hệ
thống xử lý nước thải. Phần lớn nước thải không được xử lý đổ vào các sông Tô Lịch và
Kim Ngưu gây ô nhiễm nghiêm trọng 2 con sông này và các khu vực dân cư dọc theo sông.
Theo kết quả của dự án “Phát triển hệ thống sử dụng nước đô thị thích ứng với biến đổi
khí hậu” do Trường Đại học Tokyo (Nhật Bản) phối hợp với Trường Đại học Xây dựng Hà
Nội vừa công bố thì có 10% nước thải đô thị chưa qua công đoạn xử lý, 36% nước thải
chưa qua xử lý cũng đổ ra các hồ. Tuy lượng thải ra lớn như vậy, nhưng cho đến nay, Hà
Nội mới có khoảng 6 trạm xử lý nước thải với tổng công suất khoảng hơn 260.000m3/ngày
– đêm đang hoạt động và dự kiến 5 trạm xử lý nữa đang dự kiến được đầu tư xây dựng với
tổng công suất gần 400.000m3/ngày – đêm.
Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố hồi đầu năm
2014 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong do điều kiện nước sạch và
vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền
nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn nước. Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang
phải đối mặt với nguy cơ mắc bệnh do môi trường nước đang ngày một ô nhiễm trầm
trọng.

III. Phương pháp xử lý
1. Tổng quát về hệ thống quản lý nước thải đô thị

10

Nguồn nước thải

Xử lý cục bộ ngay tại nguồn

Sử dụng lại nước thải hoặc thải bỏ vào nguồn Hệ
tiếpthống
nhận xử lý nước thải

Thu gom nước thải

Vận chuyển và bơm nước thải

Hình 1.1: Hệ thống quản ly nước thải đô thị ở Việt Nam
2. Sơ đồ xử ly nước thải điển hình:
Nước thải
Song chắn rác

Thải

Bể lắng cát

Bể điều hòa

Bể khử trùng

Bể lắng cấp II

Bể lắng cấp I

Bể xử lý sinh học

Hình 1.2: Sơ đồ xử ly nước thải điển hình
3. Một số công trình, thiết bị trong nước và nước ngoài:
3.1.
Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở:

Với công suất xử lý 200.000m3/ ngaydem. Cửa thu nước và vớt rác trên sông

Kim Ngưu và Sét, bốn hệ thống tách rác trong đó 3 hệ thống được bố trí tại 3 đập tràn
hồ Yên Sở và một hệ thống tại đập Thanh Liệt. Nhà bơm chính gồm 2 trạm bơm sông
kim Ngưu và sông Sét. Hệ thống xử lý sơ bộ gồm bể lắng, bể tách đầu, bể phản ứng kế
11

tiếp, hệ thống xử lý bùn, nước thải sau khi được xử lý qua các bể được khử trùng bằng
tia cực tím.
Hình 1.3: Sơ đồ xử ly nước thải nhà máy Yên Sở

•

•

Sử dụng công nghệ xử ly sinh học SBR: là bể xử lý nước thải bằng phương pháp sinh

học theo quy trình phản ứng từng mẻ liên tục. Mỗi bể SBR một chu kỳ tuần hoàn bao
gồm “Filling”, “Reaction”, “Settle”, “Decantation”, và “Idle”.
o Làm đầy (Filling): đưa nước thải đủ lượng đã qui định trước vào bể SBR. Tuỳ
theo mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi
linh hoạt: làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí, tạo môi trường
thiếu khí và hiếu khí trong bể.
12

o Sục khí (Reaction): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng

sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn
hợp. Trong pha này diễn ra quá trình nitrat hóa, nitrit hóa và oxy hóa các chất hữu
cơ:

NH4+ +3/2O2 → NO2- + H2O + 2H+ (Nitrosomonas)
NO2- + 1/2 O2→ NO3- (Nitrobacter)
o Lắng (Settling): Sau khi oxy hoá sinh học xảy ra, bùn được lắng và nước nổi trên

bề mặt tạo lớp màng phân các bùn nước đặt trưng.
o Chắt (Decant): Rút nước sau khi đã được lắng mà không còn cặn.
o Nghỉ (Idle): Thời gian chờ để nạp mẻ mới.
3.2.
Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp AAO
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống xử ly nước thải áp dụng công nghệ AAO

Nước thải Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể lắng sơ cấp

Bể lắng thứ cấp

Hệ thống AAO

Khử trùng clo

Trạm bơm
Nước sau xử lý
Bể metan

Bể nén bùn trọng lực
Môi trường

Bể chứa

Máy ép bùn

Xe tải chở bùn
13

•

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
AAO là viết tắt của các cụm từ Anaerobic (kỵ khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu
khí). Công nghệ AAO là quy trình xử lý sinh học liên tục ứng dụng nhiều hệ vi sinh vật
khác nhau: hệ vi sinh vật kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý nước thải. Dưới tác dụng
phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà nước thải được xử lý trước khi xả thải ra
môi trường.
o Quá trình xử ly Anaerobic (xử ly sinh học kỵ khí): Trong các bể kỵ khí xảy ra
quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất dạng keo trong nước
thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật kỵ khí. Trong quá trình sinh trưởng và
phát triển, vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước
thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất ở dạng khí. Bọt khí
sinh ra bám vào các hạt bùn cặn. Các hạt bùn cặn này nổi lên trên làm xáo
trộn, gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng.
Chất hữu cơ + VK kỵ khí → CO2 + H2S + CH4 + các chất khác + năng
lượng
Chất hữu cơ + VK kỵ khí + năng lượng → C5H7O2N (Tế bào vi khuẩn mới)
o Quá trình Anoxic (xử ly sinh học thiếu khí): Trong nước thải, có chứ hợp chất nitơ và

photpho, những hợp chất này cần phải được loại bỏ ra khỏi nước thải. Tại bể Anoxic,
trong điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá

trình Nitrat hóa và Photphoril.
Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:
Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter.
Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3-) vàNitrit(NO2-)
theo chuỗi chuyển hóa:
NO3- → NO2- → N2O → N2↑
Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài.
Quá trình Photphorit hóa:
Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ
chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới
14

không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng
loại vi khuẩn hiếu khí.
o Quá trình Oxic ( xử ly sinh học hiếu khí): Đây là bể xử lý sử dụng chủng vi

sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải. Trong bể này, các vi sinh vật (còn gọi
là bùn hoạt tính) tồn tại ở dạng lơ lửng sẽ hấp thụ oxy và chất hữu cơ (chất ô
nhiễm) và sử dụng chất dinh dưỡng là Nitơ & Photpho để tổng hợp tế bào
mới, CO2, H2O và giải phóng năng lượng. Ngoài quá trình tổng hợp tế bào
mới, tồn tại phản ứng phân hủy nội sinh (các tế bào vi sinh vật già sẽ tự phân
hủy) làm giảm số lượng bùn hoạt tính. Tuy nhiên quá trình tổng hợp tế bào
mới vẫn chiếm ưu thế do trong bể duy trì các điều kiện tối ưu vì vậy số lượng
tế bào mới tạo thành nhiều hơn tế bào bị phân hủy và tạo thành bùn dư cần
phải được thải bỏ định kỳ.
Các phản ứng chính xảy ra trong bể Aerotank (bể xử lý sinh học hiếu khí) như:
Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:
Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O + năng lượng
Quá trình tổng hợp tế bào mới:

Xem thêm: 【4/2021】Top #10 Khóa Học Kế Toán Tiếng Nhật Vjcc ? Khóa Học Kế Toán Tiếng Nhật

Chất hữu cơ + O2 + NH3 → Tế bào vi sinh vật + CO2 + H2O + năng lượng
Quá trình phân hủy nội sinh:
C5H7O2N + O2 → CO2 + H2O + NH3 + năng lượng
Ưu điểm
Chi phí vận hành thấp.
Có thể di dời hệ thống xử lý khi nhà máy chuyển địa điểm.
Khi mở rộng quy mô, tăng công suất, có thể nối lắp thêm các module hợp khối mà
không phải dỡ bỏ để thay thế.
Nhược điểm
– Yêu cầu diện tích xây dựng.
– Sử dụng kết hợp nhiều hệ vi sinh, hệ thống vi sinh nhạy cảm, dễ ảnh hưởng lẫn nhau
đòi hỏi khả năng vận hành của công nhân vận hành.
–

15

Công nghệ xử lý nước thải UASB
Hình 1.5. Hệ thống xử ly nước thải áp dụng công nghệ UASB
• Thuyết minh quy ưình công nghệ xử lý :

3.3.

UASB là viết tắt của cụm từ Upflow Anaerobic Sludge Blanket, tạm dịch là bể xử lý
sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí. UASB được thiết kế cho nước thải có nồng
độ ô nhiễm chất hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới
hạn ở mức thấp nhất là 100mg/l; nếu SS>3000mg/l thì không thích hợp để xử lý bằng
UASB.
UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ
dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp (v
bao gồm: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.
16

Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí, tại đây sẽ diễn ra quá
trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi
tầng vi sinh này. Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và
khí, tại đây thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau
xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo.
Ưu điểm :

17

–

Không tốn nhiều năng lượng;
Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp;
Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao nhưng lượng bùn sản sinh không nhiều, giảm chi

–

phí xử lý;
Loại bỏ chất hữu cơ với lượng lớn, hiệu quả. Xử lý BOD trong khoảng 600 ÷ 15000

–

mg/l đạt từ 80-95%;
Có thể xử lý một số chất khó phân hủy;
Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống

Nhược điểm :
Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;
Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát.

–

Phạm vi áp dụng: Ứng dụng cho hầu hết tất cả các loại nước thải có nồng độ COD
từ mức trung bình đến cao: thủy sản fillet, chả cá Surimi, thực phẩm đóng hộp, dệt
nhuộm, sản xuất bánh tráng, sản xuất tinh bột,…
(Nguồn: http://www.congnghemoitruong.net/cong-nghe-xu-ly-sinh-hoc-ky-khi-uasb.html)

Hệ thống xử lý nước thải JOHKASOU (Nhật Bản):

3.4.

Hình 1.6. Bể JOHKASOU
Johkasou ( giô-ca-su): là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại nguồn. Hệ thống
Johkasou có thể áp dụng từng bước thay thế các hệ thống bể phốt hiện nay ở nước ta,
trước hết là tại các chung cư cao tầng, các khách sạn, khu du lịch sinh thái, các biệt
thự và nhà nghỉ nhằm mang lại cho mọi người được hưởng một bầu không khí trong

18

lành, góp phần bảo vệ tính bền vững cho môi trường thiên nhiên trong khu vực và của
cả cộng đồng.
Cấu tạo gồm 5 ngăn (bể) chính:
o Ngăn thứ nhất (bể lọc kỵ khí): Tiếp nhận nguồn nước thải, sàng lọc các vật liệu rắn,

kích thước lớn (giấy vệ sinh, tóc,…), đất, cát có trong nước thải;

o Ngăn thứ hai (bể lọc kỵ khí): loại trừ các chất rắn lơ lửng bằng quá trình vật lý và sinh

học.
o Ngăn thứ ba (bể lọc màng sinh học): loại trừ BOD, loại trừ Nitơ, Phốtpho bằng
phương pháp màng sinh học.
o Ngăn thứ tư: Bể trữ nước đã xử lý
o Ngăn thứ năm (bể khử trùng): diệt một số vi khuẩn bằng Clo khô, thải nước xử lý ra

ngoài.
Ưu điểm:
o Thiết bị hiện đại, hiệu quả xử lý cao
o Thiết bị không chỉ loại bỏ SS mà còn loại bỏ được các hợp chất khó phân huỷ như

chất tẩy rửa bằng cách tăng thời gian lưu của bùn. Hơn nữa xử lý triệt để N và P có
trong nước thải, nước thải có thể được tái sử dụng.
o Không cần thiết phải tuần hoàn bùn để duy trì nồng độ vi sinh vật. Chỉ cần kiểm soát

áp lực xuyên qua màng và chất lượng nước đầu vào. Mà kiểm soát 2 yếu tố này hoàn
toàn có thể dễ dàng tìm hiểu.
o Dễ dàng tự động hoá và điều khiển từ xa để kiểm soát toàn bộ quá trình xử lý.
o Hệ thống lọc sinh học được thiết kế với nguyên tắc tiết kiệm năng lượng. Hệ thống

cấp khí đóng vai trò tiết kiệm năng lương, vừa cung cấp ôxi cho quá trình xử lý, vừa
có tác dụng làm sạch bề mặt màng lọc, không gây tắc nhờ tạo ra dòng chảy xoáy.
o Lượng bùn hoạt tính sinh ra ít, cho nên chi phí của việc xử lý bùn là rất nhỏ.

Nhược điểm:
o

Chi phí đầu tư lớn

o

Yêu cầu chất lượng nước đầu vào chặt chẽ.
Hiện ở Việt Nam đã có công trình ứng dụng hệ thống Johkasou là nhà N-06 khu đô thị
mới Dịch Vọng do Công ty Cổ phần phát triển đô thị Từ Liêm (LIDECO) làm chủ đầu tư.
Với thể tích 3,6 mét khối, công suất xử lý 2m3/ngày đêm phù hợp cho 10-15 người sinh
19

hoạt được đặt tại tầng 1. Kết quả kiểm nghiệm của các cơ quan quản lý môi trường Bộ
TN&MT, Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) sau gần 2 năm khu đô thị sử
dung hệ thống này, cho thấy: Nước thải sau xử lý của bộ Johkasou đạt chất lượng tốt hơn
tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam: TCVN 6772:2000.
3.5.

Công nghệ xử lý nước thải Bio-Sac (Hàn Quốc)

Thuyết minh công nghệ
Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ xử ly nước thải Bio – sac
Nước thải ==> Kị khí ==> Thiếu khí ==> Hiếu khí (Bùn hoạt tính cùng với các hạt vật
liệu dính bám Bio-SAC Media) ==> Lắng 2 ==> Khử trùng. Tại bể Kị khí, các hợp chất hữu
cơ sẽ được hấp thu bởi các vi khuẩn yếm khí và đồng thời Photphat được giải phóng, là
nguồn năng lượng cho sự phát triển của các vi sinh vật.
Tại bể thiếu khí, NO3-N có trong nước tái hồi từ bể giảm DO sẽ được làm giảm bởi các
vì khuẩn loại khử Nitơ và chuyển thành khí N2.
Tại bể phản ứng Bio-SAC: các vi khuẩn oxy hóa các hợp chất trở thành NO2-N và
NO3-N. Lượng Photphat thừa sẽ được hấp thu bởi các vật liệu trung gian bám dính và được
lưu giữ tại đấy. Tại đây các dòng khí từ đáy kết hợp với các vách thiết kế đặc biệt sẽ tạo
dòng xoáy khuấy trộng bùn đáy.

Bể giảm DO: Nước thải đổ vào bể này vẫn còn lượng oxy hòa tan khá cao, lượng oxy
này sẽ làm giảm đi và nước được làm giảm oxy hòa tan này sẽ quay vòng lại bể thiếu khí
giúp cho các phản ứng khử Nitơ diễn ra thuận lợi hơn.
Ưu điểm:
20

– Được thiết kế với các tấm chắn đặc biệt để ngăn trở dòng chảy tạo ra lực xoáy đảo
trộn.
– Có lượng chất rắn huyền phù của chất lỏng hỗn hợp (bùn hoạt tính) cao (do các quá
trình tái hồi bùn nội bộ) dẫn đến giảm đến tối thiểu thời gian lưu nước trong các bể phản
ứng.
– Có độ bền và khả năng xử lý cao đối với các nguồn thải ô nhiễm cao và chịu được sự
biến động thất thường.
– Hệ thống được thiết kế theo nguyên tắc modul có kích thước gọn nhe, dễ dàng nâng
cấp mở rộng.
– Dễ dàng tự động hóa, vận hành đơn giản.
– Hệ thống có thể xây gầm dưới đất, tiết kiệm được quỹ đất không ảnh hưởng tới kiến

–

trúc của các công trình xung quanh.
– Giá thành hợp lý.
Nhược điểm:
Yêu cầu năng lực vận hành cao.

PHẦN II: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ
I. Các công đoạn xử lý
1. Tiền xử lý:

có nhiệm vụ loại bỏ khỏi nước thải tất cả các vât có thể gây tắc nghẽn đường ống, làm
21

hư hại máy bơm, làm giảm hiệu quả xử lí của giai đoạn sau. Thường sử dụng song chắn rác
hoặc lưới lọc:
Song chắn rác, lưới chắn dùng để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở
dạng sợi như: giấy, rau, rác… được gọi chung là rác. Rác thường được chuyển tới máy
nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở lại song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân
huỷ cặn.
Song chắn rác hoặc lưới chắn rác đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải
chảy vào trạm bơm. Song chắn rác nên đặt nghiêng về phía sau so với dòng chảy một góc
45-60°, song chắn gồm các thanh kim loại (thép không rỉ) tiết diện 5x20mm đặt cách nhau
20-50mm trong một khung thép hàn hình chữ nhật, dễ dàng trượt lên xuống dọc theo hai
khe ở thành mương dẫn, vận tốc nước qua song chắn rác thô w = 0,6-1,0m/s. Lưới chắn rác
mịn thường có khe rộng từ 10-20mm, vận tốc nước qua:w=0,3-0,6 m/s. Làm sạch song chắn
và lưới chắn bằng thủ công hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hoặc bán tự động. Ở trên
hoặc bên cạnh mương đặt song, lưới chắn rác phải bô trí sàn thao tác đủ chỗ để thùng rác và
đường vận chuyển.
2. Xử lý sơ bộ:

có nhiệm vụ lắng cát và tách dầu mỡ ra khỏi nước thải, đồng thời điều hòa lưu
lượng và nồng độ nước thải. Các thiết bị chính:
2.1. Bể lắng cát
Tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn (như xỉ than,
cát…). Chúng không có lợi đôi với các quá trình làm trong, xử lý sinh hoá nước thải và xử lý
cặn bã cũng như không có lợi đôi với các công trình thiết bị công nghệ trên trạm xử lý. Cát
từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở trên sân phơi và sau đó thường được sử dụng lại cho những
mục đích xây dựng.
Có 3 loại bể lắng cát: bể lắng cát ngang (cả hình vuông và hình chữ nhật), bể lắng cát

thổi khí và bể lắng cát dòng xoáy.
•

Bể lắng cát ngang: dòng chảy đi qua bể theo chiều ngang và vận tốc của dòng chảy
được kiểm soát bởi kích thước của bể, ông phân phôi nước đầu vào và ông thu nước
đầu ra. Bể lắng cat ngang chỉ ứng dụng cho trạm xử lý công suất nhỏ nhưng hiệu quả
xử lý không cao.
22

Bể lắng cát thổi khí: bao gồm một bể thổi khí dòng chảy xoắn ốc có vận tôc xoắn

•

được thực hiện và kiểm soát bởi kích thước bể và lượng khí cấp vào. Be lắng cát thối
khí ứng dụng được cho các trạm xử lý công suất lớn, hiệu quả cao không phụ thuộc
vào lun lượng.
Bể lắng cát dòng xoáy: bao gồm một bể hình trụ dòng chảy đi vào tiếp xúc với thành

•

bể tạo nên mô hình dòng chảy xoáy, lực ly tâm và trọng lực làm cho cát được tách ra.
Thiết kê bể lắng cát thường dựa trên việc loại bỏ những phân tử bằng phương pháp lắng
trọng lực, do đó quan trọng nhất trong thiết kế bể là thời gian lưu và thể tích bể với: V=
Q . tlưu (m3) và tlưu thường chọn 30~90s.
2.2. Bể điều hòa:
Đặt sau bể lắng cát và trước bể lắng sơ cấp. Dùng để điều hòa lưu lượng cũng như
nồng độ nước thải. Trong bể có hệ thống khuấy trộn để bảo đảm hòa tan và san đều
nồng độ các chất bẩn trong thể tích toàn bể, không cho cặn lắng trong bể.
2.3.

Bể lắng cấp I:
Là bể lắng tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng khác với trọng lượng riêng của

nước thải. Chất lơ lửng nặng sẽ từ từ lắng xuống đáy, các chất lơ lửng nhe sẽ nổi lên bề
mặt. Cặn lắng và bọt nổi nhờ các thiết bị cơ học thu gom và vận chuyển lên công trình
xử lý cặnCác bể lắng có thể bố trí nối tiếp nhau. Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90
– 95% lượng cặn có trong nước thải. Vì vậy, đây là quá trình quan trọng trong xử lý
nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học. Để có thể tăng cường
quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học.
Thông thường trong bể lắng, người ta thường phân ra làm 4 vùng:
–

Vùng phân phôi nước vào

–

Vùng lắng các hạt cặn

–

Vùng chứa và cô đặc cặn

–

Vùng thu nước ra

23

–

Bể lắng được chia làm 3 loại:

–

Bể lắng ngang (có hoặc không có vách nghiêng): mặt bằng có dạng hình chữ nhật.

–

Bể lắng đứng:
Mặt bằng là hình tròn hoặc hình vuông (nhưng trên thực tế thường sử dụng bể lắng
đứng hình tròn), trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo phương bán kính
(radian).

–

Bể lắng li tâm:
Mặt bằng là hình tròn, nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi
thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài.

3. Xử lí sinh học:

Mục đích quá trình xử lí sinh học là lợi dụng các hoạt động sống và sinh sản của vi sinh
vật để khử các hợp chất hữu cơ chứa Cacbon, Nito và Photpho trong nước thải. Đây là
bước xử lý quan trọng cho nước thải sinh hoạt, quyết định chất lượng nước đầu ra.Có rất
nhiều công nghệ khác nhau được áp dụng cho bước xử lí sinh học nước thải như dung bể
thổi khí lien tục (aeroten) bể sinh học hoạt động theo mẻ (SBR), công nghệ kết hợp quá
trình yếm khí – thiếu khí – hiếu khí AAO, công nghệ thiếu khí, hiếu khí, kênh oxy hóa
hoàn toàn… Mỗi công nghệ đều có ưu và nhược điểm khác nhau, việc lựa chọn thường

dựa vào nồng độ các trạng thái các chất hữu cơ dễ bị oxi hóa trong nước thải, điều kiện
môi trường khí hậu…
4. Xử lí cặn trong nước thải:
Trong nước thải có các chất không hòa tan như : cát, cặn lắng, rác…được phơi khô, hoặc
giảm ép thể tích và vận chuyển về bãi chôn lấp.
5. Giai đoạn khử trùng:

Nhằm tiêu diệt vi sinh vật có hại, là giai đoạn bắt buộc với một số loại nước thải nhằm
bảo đảm nước khi ra thải ra ngoài không gây hại đến môi trường xung quanh.
6. Xử lí mùi phát tán:
Mùi sinh ra ở các bể thu gom nước thải ban đầu được thu gom và hấp phụ trước khi thải
vào môi trường không khí.
II.

Đề xuất công nghệ.
24

Các thông số đầu vào của nước thải được lựa chọn để làm cơ sở thiết kế như sau:
Bảng 2.1: Các thông số nước thải sinh hoạt cần xử ly
TT

Các thông số

Đơn vị

Nồng độ nước thải đầu vào

1

Lưu lượng nước thải

m3/ngày

30000

2

pH

3

BOD

mg/1

150

4

COD

mg/1

250

5

Chất rắn lơ lửng

mg/1

200

6

Nito tổng

mg/1

30

Nitơ hữu cơ

mg/1

10

Nitơ Amoni

mg/1

20

mg/1

40

mg/1

6

MPN/100ml

106

7

7 – 8.5

Dầu mỡ
34

8

Phosphat (PO )

9

Tổng Coliform

 Mục tiêu xử lý:
– Xử lý BOD, COD bằng phương pháp sinh học do BOD/COD >0,5.
– Xử lý hàm lượng chất rắn lơ lửng từ 200 -> 50 (mg/l) bằng phương pháp
lắng.
– Xử lý lượng dầu mỡ từ 50->10 (mg/l) bằng cách xử lý kết hợp trong bể lắng
cát có sục khí.
– Nito và Photpho đạt tiêu chuẩn không cần xử lý.
– Xử lý vi khuẩn, tổng Coliforms bằng bể khử trùng.
1.

25

Tài liệu liên quan

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Tân An, tỉnh Long An công suất 4500m3/ngày đêm 133 931 3

Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia công suất 1500 m3 ngày 54 1 12

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu đô thị mới Thủ Thiêm công suất 15000m3/ngày.đêm 136 657 3

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư Gò Đen huyện Bến Lức tỉnh Long An công suất 200m3 101 874 0

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại công ty cổ phần sản xuất dịch vụ thương mại xây dựng Thành Tài tỉnh Long An công suất 80m3 ngày.đêm 122 838 4

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Tân An, tỉnh Long An công suất 4500m3 / ngày đêm potx 133 367 1

Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 60 715 1

Đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư Hiệp Thành III cho 5000 dân 82 1 5

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ TÂN AN TỈNH LONG AN CÔNG SUẤT 4500M3 NGÀY ĐÊM 127 405 2

Xem thêm: văn học và tình thương văn mẫu

Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công suất 200m3 trên ngày đêm 82 1 10