- 1. VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KDC TÂN KHAI CÔNG SUẤT 1000m3 /ngày Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành:KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG Sinh viên thực hiện : ĐINH HỮU NGHỊ MSSV: 1151080251 Lớp: 11DMT3 TP. Hồ Chí Minh, 2015
- 2. xin cam đoan đồ án tốt nghiệp của em, do em tự thực hiện, không sao chép, những kết quả và các số liệu chưa được ai công bố dưới bất cứ hình thức nào. Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này. TPHCM, ngày 22 tháng 8 năm 2015 Sinh viên Đinh Hữu Nghị
- 3. quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ và ủng hộ rất lớn của Thầy, Cô, người thân và bạn bè. Đó là động lực rất lớn giúp em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể Thầy Cô Khoa Môi trường – Công nghệ sinh học – Thực phẩm đã hết lòng giảng dạy em trong suốt quá trình học tập. Trân trọng cảm ơn Thầy TS. Nguyễn Xuân Trường. Người đã trực tiếp hướng dẫn đồ án tốt nghiệp của em. Thầy luôn nhiệt tình dẫn giải và theo sát đồ án tốt nghiệp trong quá trình thực hiện. Em xin cảm ơn quý Thầy Cô đã quan tâm, dành thời gian phản biện khoa học cho đề tài này. Cảm ơn các bạn lớp 11DMT03 đã góp ý, giúp đỡ và động viên em, cùng nhau chia sẻ mọi khó khăn trong học tập. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! TPHCM, tháng 8 năm 2015 Sinh viên Đinh Hữu Nghị
- 4. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 2 1.5 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC DỰ ÁN 4 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 4 2.2 ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN 4 2.2.1 Điều kiện địa hình, địa chất 4 2.2.2 Điều kiện về khí tượng 5 2.2.3 Đặc điểm thủy văn 7
- 5. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày ii 2.3 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 8 2.3.1 Điều kiện kinh tế 8 2.3.2 Điều kiện văn hóa – xã hội 10 2.4 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG 13 2.4.1 Hiện trạng môi trường không khí 13 2.4.2 Hiện trạng chất lượng môi trường nước ngầm 15 2.4.3 Hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt 16 2.4.4 Hiện trạng tài nguyên sinh học 16 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 18 3.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC 18 3.1.1 Song chắn rác và lưới chắn rác 18 3.1.2 Bể lắng cát 21 3.1.3 Bể tách dầu mỡ 25 3.1.4 Bể điều hòa 25 3.1.5 Bể lắng 26 3.1.6 Bể lọc 28 3.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC 29 3.2.1 Phương pháp trung hòa 29
- 6. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày iii 3.2.2 Phương pháp đông tụ và keo tụ 30 3.2.3 Phương pháp ozone hóa 31 3.2.4 Phương pháp điện hóa học 31 3.2.5 Oxy hóa khử 32 3.2.6 Phương pháp quang xúc tác 32 3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA LÝ 33 3.3.1 Tuyển nổi 33 3.3.2 Trích ly 34 3.3.3 Hấp phụ 35 3.3.4 Chưng bay hơi 36 3.3.5 Trao đổi ion 36 3.3.6 Tách bằng màng 36 3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC 36 3.4.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên 37 3.4.2 Các công trình xử lý hiếu khí nhân tạo 39 3.5 PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG 50 3.6 XỬ LÝ CẶN 52 3.7 SƠ LƯỢC VỀ CÁC VSV TRONG VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI 52 3.7.1 Qúa trình hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc (tùy nghi) 52
- 7. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày iv 3.7.2 Quá trình yếm khí 56 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 60 4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 60 4.2 THÔNG SỐ NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO 61 4.3 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI YÊU CẦU SAU XỬ LÝ 61 4.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 62 4.5 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 69 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 70 5.1 SONG CHẮN RÁC 71 5.1.1 Nhiệm vụ 71 5.1.2 Vật liệu 71 5.1.3 Tính toán song chắn rác 71 5.2 BỂ THU GOM 75 5.2.1 Chức năng 75 5.2.2 Vật liệu 75 5.2.3 Tính toán bể thu gom 75 5.3 BỂ TÁCH DẦU MỠ 76 5.3.1 Chức năng 76 5.3.2 Vật liệu 76
- 8. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày v 5.3.3 Tính toán 76 5.4 BỂ ĐIỀU HÒA 78 5.4.1 Chức năng 78 5.4.2 Vật liệu 78 5.4.3 Tính toán kích thước bể điều hòa 78 5.5 BỂ AEROTANK 82 5.5.1 Chức năng 82 5.5.2 Thông số thiết kế 82 5.5.3 Tính toán bể Aerotank 83 5.6 BỂ LẮNG 2 94 5.6.1 Chức năng 94 5.6.2 Vật liệu 95 5.6.3 Tính toán thiết kế 95 5.7 BỂ KHỬ TRÙNG 100 5.7.1 Chức năng 100 5.7.2 Tính toán bể khử trùng 100 5.8 BỂ LỌC ÁP LỰC 102 5.8.1 Chức năng 102 5.8.2 Tính toán bể lọc áp lực 102
- 9. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày vi 5.9 BỂ NÉN BÙN 105 5.9.1 Nhiệm vụ 105 5.9.2 Tính toán 105 5.10 MÁY ÉP BÙN 108 5.10.1 Nhiệm vụ 108 5.10.2 Tính toán 108 CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN GIÁ THÀNH VÀ CHI PHÍ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 110 6.1 CÁC HẠNG MỤC XÂY DỰNG 110 6.2 GIÁ THÀNH CÁC CÔNG TRÌNH 112 6.3 MÔ TẢ THIẾT BỊ VÀ ĐẶC TÍNH KÝ THUẬT 113 6.3.1 Phương pháp lựa chọn thiết bị 113 6.3.2 Dự toán chi phí cho phần thiết bị 113 6.4 TỔNG VỐN ĐẦU TƯ 115 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116 7.1 KẾT LUẬN 116 7.2 KIẾN NGHỊ 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118
- 10. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD5 : Nhu cầu oxy sinh hóa, đo trong 5 ngày COD : Nhu cầu oxy hóa học TSS : Tổng các chất rắn lơ lửng SS : Chất rắn lơ lửng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường NĐ-CP : Nghị định chính phủ XLNT : Xử lý nước thải KDC : Khu dân cư F/M : Tỷ số lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong mô hình. TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng
- 11. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Chất lượng không khí tại khu vực dự án Bảng 2.2: Chất lượng nước ngầm khu vực dự án Bảng 2.3: Kết quả phân tích chất lượng nước mặt Bảng 3.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình xử lý nước thải hiếu khí Bảng 4.1: Nhu cầu dùng nước của khu dân cư Tân Khai Bảng 4.2: Các thông số nước thải đầu vào của KDC Tân Khai Bảng 4.3: QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn nước thải sinh hoạt Bảng 5.1: Bảng hệ số không điều hòa chung K0 Bảng 5.2: Các thông số thiết kế bể lắng đợt 2 Bảng 6.1: Bảng tổng hợp các hạng mục xây dựng Bảng 6.2: Bảng giá thành các công trình Bảng 6.3: Bảng dự toán chi phí thiết bị Bảng 6.4: Bảng tổng vốn đầu tư
- 12. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Phân loại song chắn rác Hình 3.2: A. Song chắn rác cơ giới; B. Song chắn rác thủ công Hình 3.3: Sơ đồ lắp đặt của một nhà máy nghiền rác Hình 3.4: Bể lắng cát ngang Hình 3.5: Bể lắng cát thổi khí Hình 3.6: Sơ đồ bể lắng cát ngang với hệ thống cơ giới để lấy cặn Hình 3.7: Sơ đồ bể tách dầu mỡ lớp mỏng Hình 3.8: Bể lắng ngang Hình 3.9: Bể lắng đứng Hình 3.10: Bể lắng ly tâm Hình 3.11: Bể lọc Hình 3.12: Quá trình tạo bông cặn Hình 3.13: Sơ đồ bể kết tủa bông cặn Hình 3.14: Sơ đồ xử lý chất thải độc hại bằng phương pháp quang hóa Hình 3.15: Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn Hình 3.16: Tháp trích ly Hình 3.17: Sơ đồ tháp lọc hấp phụ Hình 3.18: Ao hiếu khí với hệ thống cung cấp khí
- 13. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày x Hình 3.19: Hồ tùy nghi Hình 3.20: Xử lý nước thải bằng đất Hình 3.21: Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong bể bùn hoạt tính Hình 3.22: Sơ đồ công nghệ bể Aeroten truyền thống. Hình 3.23: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten có ngăn tiếp xúc Hình 3.24: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thoáng kéo dài Hình 3.25: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh Hình 3.26: Oxytank Hình 3.27: Bể lọc sinh học cao tải Hình 3.28: Đĩa quay sinh học RBC Hình 3.29: Quá trình vận hành bể SBR Hình 3.30: Bể UASB Hình 3.31: Hệ thống khử trùng Hình 3.32: Sơ đồ một bể tiếp xúc Chlorine Hình 3.33: Một đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn trong một bể xử lý. Hình 3.34: Đồ thị về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong xử lý nước thải Hình 3.35: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh khí của hầm ủ Hình 4.1: Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt KDC Tân Khai – Phương án 1
- 14. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày xi Hình 4.2: Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt KDC Tân Khai – Phương án 2.
- 15. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 1 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong giai đoạn hiện nay, khi mà nền kinh tế của nước ta có những bước phát triển mạnh mẽ và vững chắc, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao thì vấn đề môi trường và các điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Trong đó các vấn đề về nước được quan tâm nhiều hơn cả. Các biện pháp để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước mặt, nước ngầm không bị ô nhiễm do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người là thu gom và xử lý nước thải. Nước thải sau xử lý sẽ đáp ứng được các tiêu chuẩn thải vào môi trường cũng như khả năng tái sử dụng nước sau xử lý. Hiện nay, việc thu gom và xử lý nước thải là yêu cầu không thể thiếu được của vấn đề vệ sinh môi trường, nước thải ra ở dạng ô nhiễm hữu cơ, vô cơ cần được thu gom và xử lý trước khi thải ra môi trường. Điều này được thực hiện thông qua hệ thống cống thoát nước và xử lý nước thải đô thị. Tuy độc lập về chức năng nhưng cả hai hệ thống này cần hoạt động đồng bộ. Nếu hệ thống thu gom đạt hiệu quả nhưng hệ thống xử lý không đạt yêu cầu thì nước sẽ gây ô nhiễm khi được thải trở lại môi trường. Trong trường hợp ngược lại, nếu hệ thống xử lý nước thải được thiết kế hoàn chỉnh nhưng hệ thống thoát nước không đảm bảo việc thu gom vận chuyển nước thải thì nước thải cũng sẽ phát thải ra môi trường mà chưa qua xử lý. Chính vì thế, việc đồng bộ hóa và phối hợp hoạt động giữa hệ thống thoát nước và hệ thống xử lý nước thải của một đô thị, một khu dân cư là hết sức cần thiết vì hai hệ thống này tồn tại với mối quan hệ hữu cơ mật thiết với nhau. Từ những điều trên dễ thấy rằng với mỗi khu dân cư khi được hình thành cần phải có hệ thống xử lý nước thải đi kèm nhằm đảm bảo môi trường của khu dân cư đó luôn
- 16. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 2 sạch, đảm bảo môi trường sống, đảm bảo nguồn nước mặt ở đó không bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt. 1.2 MỤC TIÊU ĐÈ TÀI Dựa trên những thông số của nước thải sinh hoạt đầu vào nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải mới trước khi xây dựng Khu dân cư, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải nước thải ra môi trường theo QCVN 14:2008/BTNMT – Cột A. 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI Nội dung đồ án tập trung nghiên cứu vào các vấn đề sau: - Tổng quan về hệ thống thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt. - Tìm hiểu vị trí địa lý, tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội và hiện trạng môi trường tại Khu dân cư Tân Khai , xã Tân Khai, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước. - Tính toán thiết kế hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tại khu dân cư. - Đưa ra các phương án xử lý và chọn phương án xử lý hiệu quả nhất từ đó tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải của khu dân cư. 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN - Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu dân cư, tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác. - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải cho các khu dân cư qua các tài liệu chuyên ngành. - Phương pháp tổng hợp và phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập và đưa ra công nghệ xử lý phù hợp.
- 17. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 3 - Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý. - Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước thải 1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI - Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải Khu dân cư. - Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho người dân cũng như Ban quản lý Khu dân cư. - Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập.
- 18. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC DỰ ÁN 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Vị trí khu đất xây dựng dự án thuộc xã Tân Khai, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước. Có các mặt tiếp giáp như sau: - Phía Bắc: giáp đường lô cao su. - Phía Đông: giáp Trung tâm hành chính huyện Hớn Quản. - Phía Nam: giáp đất của Công ty cao su An Phú Thịnh. - Phía Tây: giáp đường lô cao su. Hiện trạng khu vực dự án: Hiện trạng khu đất xây dựng dự án chủ yếu là đất trồng cao su và đất trống, không có công trình nhà ở nào. 2.2 ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN 2.2.1 Điều kiện địa hình, địa chất a. Điều kiện địa hình Theo số liệu từ dự án đầu tư thì đánh giá địa hình khu vực xây dựng dự án có những đặc điểm sau: Khu vực thiết kế có cao độ biến đổi từ 83m đến 70,5m. Hướng dốc địa hình tự nhiên từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Địa hình bằng phẳng độ dốc tự nhiên khoảng 1,4%, địa hình rất thuận lợi cho việc xây dựng. b. Điều kiện về địa chất công trình Nhìn chung vùng đất tại khu vực quy hoạch có cường độ tương đối lớn và ổn định, cường độ chịu nén khoảng từ 0,7 đến 1,5kg/cm2 , rất phù hợp và thuận lợi trong xây dựng công trình.
- 19. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 5 2.2.2 Điều kiện về khí tượng Khu vực thực hiện dự án thuộc xã Tân Khai, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước nên khí hậu của khu vực dự án mang tính chất đặc trưng của khí hậu miền Đông Nam Bộ, chế độ của khu vực này ít thiên tai. Nhiệt độ thời tiết tương đối ôn hòa nên không gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống của người dân trong vùng. Khu vực dự án nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Theo quan trắc của trạm Đồng Phú trong năm 2012 cho các thông số về khí tượng thủy văn như sau: a. Nhiệt độ Nhiệt độ không khí là một trong những yếu tố tự nhiên ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình chuyển hóa và phát tán các chất ô nhiễm trong khí quyển. Nhiệt độ không khí càng cao thì tốc độ các phản ứng hóa học xảy ra càng nhanh và thời gian lưu tồn các chất ô nhiễm càng nhỏ. Ngoài ra nhiệt độ còn ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt của cơ thể và sức khỏe của người lao động. Do vậy việc nghiên cứu chế độ nhiệt là điều cần thiết. Chế độ nhiệt ở khu vực dự án như sau: - Nhiệt độ bình quân trong năm cao đều và ổn định từ 25,8 – 26,20 C. - Nhiệt độ bình quân thấp nhất từ 21,5 – 220 C. - Nhiệt độ bình quân cao nhất từ 31,7 – 32,20 C. Nhìn chung sự thay đổi nhiệt độ qua các tháng không lớn, song chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm thì khá lớn khoảng 7 – 90 C, nhất là vào các tháng mùa khô. Nhiệt độ cao nhất vào các tháng 3,4,5 ( từ 37 – 37,20 C) và thấp nhất vào tháng 12 là 190 C. b. Số giờ nắng
- 20. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 6 Tỉnh Bình Phước nói chung và xã Tân Khai , huyện Hớn Quản nói riêng nằm trong vùng dồi dào nắng. Tổng số giờ nắng trong năm từ 2400 – 2500 giờ. - Số giờ nắng bình quân trong ngày từ 6,2 – 6,6 giờ. - Thời gian nắng nhiều nhất vào các tháng 1,2,3,4. - Thời gian ít nắng nhất vào tháng 7,8,9. c. Lượng mưa Lượng mưa bình quân năm biến động từ 2045 – 2325 mm. Mùa mưa diễn ra từ tháng 5 – 11, chiếm 85 – 90% tổng lượng mưa cả năm, tháng có lượng mưa lớn nhất 376mm là tháng 7. Mùa khô từ cuối tháng 11 đến đầu tháng 5 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 10 – 15% tổng lượng mưa cả năm, tháng có lượng mưa ít nhất là tháng 2 và tháng 3. Lượng bốc hơi hằng năm khá cao từ 1113 – 1447 mm. Thời gian kéo dài quá trình bốc hơi lớn nhất vào tháng 2,3,4. d. Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí cũng như nhiệt độ không khí là một trong những yếu tố tự nhiên ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình chuyển hóa và phát tán các chất ô nhiễm trong khí quyển, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt và sức khỏe người lao động. Do chế độ mưa theo mùa nên biên độ dao động độ ẩm không khí giữa mùa mưa và mùa khô khá lớn. - Độ ẩm trung bình hằng năm từ 80,8 – 81,4%. - Bình quân năm thấp nhất là 45,6 – 53,2%. - Tháng có độ ẩm cao nhất là 88,2%. - Tháng có độ ẩm thấp nhất là 16%.
- 21. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 7 e. Bức xạ mặt trời Bức xạ mặt trời là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ nhiệt trong vùng và qua đó sẽ ảnh hưởng đến mức độ bền vững khí quyển và quá trình phát tán – biến đổi các chất gây ô nhiễm. Thời gian có nắng trung bình trong năm là 2500 giờ đưa đến tổng lượng bức xạ cao. Thời gian có nắng trung bình trong năm là 2443 giờ hoặc nhiều hơn. Hằng ngày có đến 12 – 13 giờ nắng và cường độ chiếu sáng vào giữa trưa mùa khô có thể lên tới 100000 lux. f. Chế độ gió. Vùng chịu ảnh hưởng của 3 hướng gió chính là: Đông, Đông Bắc, Tây Nam. Mùa kho hướng gió chính trong khu vực là hướng Đông sau đó chuyển dần sang hướng Đông Bắc và tốc độ gió 3,5m/s. Mùa mưa, gió Đông Bắc chuyển dần sang Tây Nam, tốc độ trung bình 3,2 m/s. Ngoài ra, khu vực dự án rất ít khi xảy ra các hiện tượng thời tiết đặc biệt như sương muối, mưa đá và hầu như không có. Hiện tượng sương mù ít, hằng năm có từ 7 – 9 ngày rải đều ở các tháng, không ảnh hưởng lớn đến khí hậu thời tiết trong vùng. 2.2.3 Đặc điểm thủy văn Xã Tân Khai có suối Bàu Nát chảy qua và được bao bọc bởi các con suối: phía Bắc là suối Con, suối Xa Cát, phía Nam là suối Tàu Ô, phía Tây là suối Cầu Xây. Các suối này đều có lưu lượng nước ít. Đầy về mùa mưa và kiệt về mùa khô. Theo quy hoạch chung của huyện thì toàn bộ lượng nước thải tập trung từ quy hoạch khu dân cư sẽ được thải ra suối Cầu Xây nằm tại ấp 2 xã Tân Khai.
- 22. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 8 Huyện Hớn Quản sẽ xây dựng trạm xử lý nước thải với công suất 5000m3/ngày đêm để xử lý toàn bộ lượng nước thải từ khu dân cư quy hoạch và các cơ sở công nghiệp, dịch vụ đạt tiêu chuẩn thải loại A trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Nguồn tiếp nhận nước thải khu vực dự án: nước thải phát sinh từ khu vực dự án sẽ được đấu nối vào hệ thống cống thoát nước thải của khu trung tâm hành chính huyện trước khi thải ra suối Cầu Xây. Suối Cầu Xây chảy qua khu vực xã Tân Khai, huyện Hớn Quản rồi chảy ra suối Xa Cát. Nguồn nước của suối Xa Cát chủ yếu dung cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp, không dung cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Vận tốc dòng chảy trung bình của suối đoạn gần khu vực dự án vào khoảng 2,4m/s, diện tích tiết diện trung bình 6x0,8m, lưu lượng bình quân của suối là 11,52 m3/s. Hớn Quản có nguồn nước ngầm tương đối tốt, lưu lượng khoảng 80 – 150 m3/ngày đêm. Chất lượng có thể chấp nhận cho sinh hoạt bình thường. Nước sinh hoạt trong khu vực hiện tại chủ yếu là đào giếng sâu >=10m. Nước mặt: nước mặt thoát theo triền dốc và thấm tự nhiên xuống lòng đất và một phần đổ ra sông suối. 2.3 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI 2.3.1 Điều kiện kinh tế a. Sản xuất nông nghiệp Cây hằng năm: diện tích gieo trồng vụ Đông Xuân là 68ha, giảm so với cùng kỳ. Trong đó các loại cây hằng năm như lúa, ngô, cây lấy củ, rau, đậu, hoa, cây cảnh đều giảm so với cùng kỳ. Các loại cây hằng năm khác tăng 1,8% so với cùng kỳ. Năng suất các loại cây hằng năm vụ Đông Xuân năm 2013 đều tăng so với cùng kì, cụ thể:
- 23. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 9 lúa đạt 30,8 tạ/ha tăng 6,43%: ngô đạt 40,5 tạ/ha; sắn đạt 197 tạ/ha tăng 1,03%; rau các loại đạt 154,59 tạ/ha tăng 26,1%. Cây lâu năm: tổng diện tích cây lâu năm đến nay là 3705 ha, tăng so với cùng kỳ. Trong đó, diện tích một số cây trồng chính trên địa bàn huyện như cao su tăng 3,12%; cây điều giảm 4,1%; hồ tiêu giảm 0,7%; cà phê tăng 20,4% so với cùng kỳ. Năng suất một số loại cây trồng chính giảm hoặc tăng không nhiều so với cùng kỳ, cụ thể: điều đạt 9,5 tạ/ha giảm 19,42%; cao su đạt 5,8 tạ/ha giảm 3,33%; hồ tiêu đạt 20 tạ/ha, tăng 2,99%; cà phê đạt 15,5 tạ/ha tăng 4,73%. Chăn nuôi: triển khai có hiệu quả công tác phòng dịch bệnh trên đàn gia súc, gia cầm. Không để xảy ra dịch bệnh. Công tác vệ sinh thú y, phòng chống dịch được tăng cường, kiểm tra chặt chẽ. Đàn heo ước tính 520 con, đạt 98% kế hoạch; đàn bò ước tính có 230 con đạt 87,6% kế hoạch; đàn trâu ước tính có 57 con đạt 117% kế hoạch; đàn gia cầm có 7818 con đạt 1155 kế hoạch. b. Quản lý đất đai – xây dựng – môi trường Công tác quản lý Nhà nước về đất đai tiếp tục được thực hiện hiệu quả. Thực hiện tốt công tác kiểm tra hồ sơ địa chính, chỉnh lý biến động đất đai. Đã hướng dẫn làm hồ sơ chuyển mục đích sử dụng 11 trường hợp với diện tích 1250m2 ; chuyển đổi 20 trường hợp với diện tích 8771,2 m2 . Về công tác bồi thường, tái định cư: 6 tháng đầu năm đã giao đất phân lô đấu giá cho 3 trường hợp; giao lô tái định cư cho các hộ dân thuộc diện giải tỏa do quy hoạch; phê duyệt bồi thường bổ sung cho 3 hộ dân thuộc dự án xây dựng Bệnh viện Đa khoa huyện.
- 24. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 10 Tăng cường các công tác quản lý nhà nước về môi trường, tài nguyên, khoáng sản; trong 6 tháng đầu năm đã kiểm tra các cơ sở sản xuất kinh doanh, phát hiện sai phạm và đã xử phạt vi phạm hành chính. c. Sản xuất công nghiệp – thương mại dịch vụ - khoa học công nghệ Công nghiệp: trong 6 tháng đầu năm 2013 bằng các chính sách hỗ trợ thiết thực của nhà nước, các doanh nghiệp tiếp tục ổn định sản xuất kinh doanh. Giá trị ngành công nghiệp trên địa bàn xã ước đạt 7,5 tỷ đồng, tăng 7,1%. Hoạt động thương mại – dịch vụ: trong 6 tháng đầu năm, đặc biệt là trong dịp tết diễn ra tương đối ổn định. UBND huyện đã chỉ đạo các ngành chức năng ở huyện thực hiện tốt công tác bình ổn giá, ngăn chặn tình trạng đầu cơ, găm hàng và đảm bảo công tác vệ sinh an toàn thực phẩm. Về điện: cung cấp điện trong 6 tháng đầu năm tương đối ổn định, không có tình trạng mất điện luân phiên vào mùa khô Khoa học và công nghệ: triển khai lắp đặt, nghiệm thu hoàn thành và bàn giao đưa vào sử dụng phòng máy cho trung tâm dạy nghề huyện. 2.3.2 Điều kiện văn hóa – xã hội a. Công tác văn hóa thông tin, thể dục thể thao Công tác thông tin cổ động tiếp tục tập trung thực hiện tốt công tác văn hóa, thông tin: tổ chức các cuộc thi văn nghệ, hội chợ,…Duy trì tốt việc tiếp sóng FM, chuyển tiếp chương trình của Đài trung ương và Đài huyện. Các hoạt động tuyên truyền, văn hóa, thể dục thể thao tập trung vào các nhiệm vụ tuyên truyền phục vụ Tết Nguyên đán, tuyên truyền ngày thành lập Đảng Cộng Sản Việt Nam, tuyên truyền các nội dung sửa đổi Hiến pháp năm 1992, dự thảo Luật Đất
- 25. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 11 đai sửa đổi và tuyên truyền cuộc vận động “ Học tập và làm theo tấm gương đạo đức Hồ Chí Minh”; phong trào “ Toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống văn hóa ở khu dân cư”. Các hoạt động văn nghệ - thể thao diễn ra sôi nổi và thu hút được đông đảo cán bộ và nhân dân tham gia. Tổ chức thành công Liên hoan văn hóa các dân tộc thiểu số năm 2013 trên địa bàn huyện, xây dựng và chuẩn bị các điều kiện cần thiết để tổ chức Đại hội thể thao các cấp năm 2013 theo đúng kế hoạch của tỉnh. b. Công tác y tế, dân số - kế hoạch hóa gia đình Về y tế: công tác bảo vệ, chăm sóc sức khỏe nhân dân và phòng, chống dịch bệnh được quan tâm thực hiện tốt; công tác vệ sinh an toàn thực phẩm được thực hiện tốt. Về công tác dân số - kế hoạch hóa gia đình: số trẻ em sinh ra trong 6 tháng đầu năm là 95 trẻ, trong đó có 28 người sinh con thứ 3 trở lên. Tổng các chỉ tiêu, biện pháp kế hoạch hóa gia đình đạt 87% kế hoạch. c. Công tác giáo dục Chỉ đạo việc sơ kết học kì II và tổng kết năm học 2012 – 2013; chất lượng các mặt giáo dục được giữ vững, chất lượng giáo dục toàn diện được đảm bảo; quy mô trường lớp ổn định về số lượng, tỉ lệ huy động học sinh các cấp học duy trì ổn định. d. Công tác lao động, thương binh và xã hội Phối hợp với các ban ngành đoàn thể, tổ chức vận động toàn dân cùng với Đảng, chính quyền địa phương góp phần chăm lo đời sống gia đình chính sách bằng những việc làm cụ thể, thiết thực như: tổ chức họp mặt tặng quà cho gia đình chính sách nhân dịp tết nguyên đán, họp mặt nhân ngày thương binh liệt sĩ 27/7,…
- 26. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 12 Tổ chức cấp quà cho người nghèo, cận nghèo ăn tết theo Quyết định số 81/QĐ-CP của Chính phủ. Việc chi trả nhanh gọn, đúng thời gian và không có khiếu nại; cấp tiền tết từ các nguồn của Trung ương, của tỉnh. Hỗ trợ cho các hộ có nguy cơ thiếu lương thực trong dịp tết là 15kg/người. e. Công tác dân tộc – tôn giáo Công tác dân tộc: tiến hành xét chọn các thôn, ấp đặc biệt khó khăn tại các xã theo Quyết định 30/2012/QĐ-TTg ngày 18/7/2012 của Thủ tướng Chính phủ. Thực hiện tốt các chính sách cho người có uy tín trong đồng bào dân tộc trong dịp lễ, tết. Công tác tôn giáo: các cơ sở tôn giáo tổ chức các hoạt động tôn giáo trong dịp lễ, tết như lễ Noel, lễ Phục sinh, lễ Phật đản,… theo đúng quy định. Các hoạt động tôn giáo trái phép đều được phát hiện và ngăn chặn kịp thời. Tuy nhiên vẫn còn một số điểm nhóm thuộc các hệ phái tin lành xây dựng và sửa chữa nhà nguyện trái phép dưới hình thức xây dựng nhà ở, UBND xã đã chỉ đạo các cơ quan chức năng tiến hành xử lý theo đúng quy định. f. Quốc phòng – An ninh trật tự Tình hình an ninh chính trị, an ninh kinh tế tiếp tục ổn định, không có các vụ việc liên quan đến an ninh chính trị xảy ra trên địa bàn. Công tác lấy ý kiến nhân dân về dự thảo sửa đổi Hiến pháp năm 1992 được thực hiện tốt, thu hút đông đảo người dân tham gia. Các nhiệm vụ quốc phòng – an ninh được thực hiện tốt, tiến hành huấn luyện lực lượng dân quân thường trực theo kế hoạch đã được phê duyệt. Tổ chức tốt Hội thao LLVT huyện năm 2013 và tham gia Hội thao LLVT cấp tỉnh đạt kết quả cao; sơ kết 5 năm thực hiện Nghị định số 152/NĐ-CP ngày 10/10/2007 về khu vực phòng thủ, đồng thời triển khai kế hoạch thực hiện nhiệm vụ quân sự quốc phòng năm 2013. Đã tiến hành phát lệnh gọi công dân đăng kí nghĩa vụ quân sự năm 2013 và xét duyệt chính trị,
- 27. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 13 chính sách 2 cấp đạt kết quả tốt. Công tác giáo dục quốc phòng an ninh được thực hiện rộng rãi trên địa bàn xã. Tình hình an ninh trật tự an toàn giao thông còn tình trạng chạy quá tốc độ, đi không đúng làn đường, vượt sai quy định gây tai nạn. Tuy nhiên có giảm so với cùng kỳ. 2.4 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG Để đánh giá chất lượng môi trường khu vực dự án, ngày 11/10/2013 Công ty Cổ Phần Thiên Ân đã phối hợp với Trung tâm tư vấn Công nghệ môi trường và An toàn vệ sinh lao động tiến hành lấy mẫu phân tích chất lượng môi trường tại khu vực dự án. Kết quả như sau: 2.4.1 Hiện trạng môi trường không khí: Bảng 2.1: Chất lượng không khí tại khu vực dự án Chỉ tiêu Điểm đo Tiếng ồn (dBA) Nhiệt độ (0 C) Tốc độ gió (m/s) Bụi (mg/m3 ) CO (mg/m 3 ) SO2 (mg/m 3 ) NO2 (mg/m 3 ) Khu vực giáp đường đất đỏ (phía Tây dự án) 52 – 54 32,5 0,3 0,28 3,85 0,064 0,045
- 28. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 14 Khu vực giáp đất dân cư (phía Đông dự án) 53 – 55 30,6 0,2 0,24 3,11 0,05 0,034 Khu vực giao giữa đường đất với đường nhựa (phía Bắc dự án) 54 - 56 31,2 0,3 0,25 3,09 0,058 0,038 Khu vực giáp trung tâm hành chính (phía Nam) 51 - 53 32,8 0,3 0,22 3,46 0,046 0,023 QCVN 05:2009/BTN MT 70* 0,3 30 0,35 0,2 (Nguồn: Trung tâm tư vấn Công nghệ môi trường và An toàn vệ sinh lao động, 10/2013) Ghi chú: QCVN 05:2009/BTNMT: Quy chuẩn về chất lượng không khí xung quanh. *QCVN 26:2010/BTNMT: Giới hạn tối đa cho phép trong khu vực công cộng và dân cư. Nhận xét: kết quả phân tích được trình bày trong bảng 2.1 cho thấy chất lượng môi trường không khí hiện tại của khu vực dự án khá tốt. Tại các điểm lấy mẫu, tất cả các kết quả đo đạc đều nằm trong tiêu chuẩn cho phép. Các kết quả bày là cơ sở để Cơ
- 29. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 15 quan Quản lý Môi trường địa phương giám sát chất lượng môi trường khi dự án đi vào hoạt động. 2.4.2 Hiện trạng chất lượng môi trường nước ngầm Bảng 2.2: Chất lượng nước ngầm khu vực dự án STT Chỉ tiêu Đơn vị NN QCVN 09:2008/BTN MT 1 pH - 6,88 5,5 – 8,5 2 Độ cứng tổng (CaCO3) mg/l 10 500 3 Chất rắn tổng số TS mg/l 14 1500 4 Nitrat mg/l 0,675 15 5 Nitrit mg/l KPH (<103 ) 1 6 Fe mg/l 0,15 5 7 Amoni mg/l 0,02 0,1 8 As mg/l 0,004 0,05 9 Tổng Coliform MNP/100ml 3 3 ( Nguồn: Trung tâm tư vấn Công nghệ môi trường và An toàn vệ sinh lao động, 10/2013) Ghi chú: QCVN 09:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm KPH: Không phát hiện. Nhận xét: Kết quả phân tích cho thấy tất cả các chỉ tiêu đều đạt quy chuẩn cho phép, quy chuẩn Việt Nam quy định giới hạn và thông số các chất ô nhiễm trong nước
- 30. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 16 ngầm. Như vậy, nước ngầm khu vực thực hiện dự án có chất lượng tương đối tốt. Đây cũng là kết quả để cơ quan quản lý môi trường địa phương có cơ sở để đánh giá mức độ tác động của dự án khi dự án đi vào hoạt động. 2.4.3 Hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt Bảng 2.3: Kết quả phân tích chất lượng nước mặt STT Thông số Đơn vị tính NM QCVN 08:2008/BTN MT 1 pH - 7,12 5,5 – 9 2 TSS mg/l 55 50 3 COD mg/l 34 30 4 BOD5 mg/l 18 15 5 DO mg/l 5,24 <4 6 Amoni mg/l 0,75 0,5 7 Tổng Coliform MPN/100ml 2600 7500 ( Nguồn: Trung tâm tư vấn Công nghệ môi trường và An toàn vệ sinh lao động, 10/2013) Ghi chú: QCVN 08:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường nước mặt. Nhận xét: So sánh kết quả phân tích với Quy chuẩn 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt cho thấy tất cả các chỉ tiêu đều nằm trong giới hạn tiêu chuẩn cho phép. 2.4.4 Hiện trạng tài nguyên sinh học a. Hệ sinh thái trên cạn
- 31. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 17 Trên phần diện tích thực hiện dự án một phần là đất trống, một phần là diện tích đất trồng cao su khoảng 30 -31 năm tuổi, đang trong thời gian thu hoạch mót. Khu vực xung quanh dự án là đất trồng cao su, nhà dân và đất quy hoạch trung tâm hành chính huyện nên hệ sinh thái nghèo nàn, chủ yếu là các loại cây như cao su, khoai mì, cỏ dại,… Hệ sinh thái động vật trên cạn tại khu vực này không có các loại chim, thú quý hiếm nào. Sinh sống chủ yếu là các loài bò sát và một số loài thú như chim sẻ, chim sâu, dơi, chuột, sóc, tắc kè, thằn lằn,… b. Hệ sinh thái dưới nước Cách khu vực thực hiện dự án khoảng 1,4km về hướng Nam có suối Cầu Xây nên hệ sinh thái dưới nước tại suối chủ yếu là các loài cá nước ngọt, các loài động thực vật phù du và các loại thực vật ưa nước mọc dại hai bên bờ. Theo số liệu khảo sát: - Thực vật phiêu sinh: 14 loài, chủ yếu là loài cá nước ngọt. - Động vật phiêu sinh: 8 loài, chỉ có loài nước ngọt. - Động vật đáy: 2 loài.
- 32. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 18 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 3.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC. Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất không tan (rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi...) ra khỏi nước thải, điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. Các công trình xử lý nước thải băng phương pháp cơ học thông dụng. 3.1.1 Song chăn rác và lưới chắn rác. a. Song chắn rác. Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lơn như: Nhánh cây, gỗ, lá cây, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác. Đồng thời bảo vệ các công trình và thiết bị phía sau như bơm, tránh ách tắc đường ống, mương dẫn. Hình 3.1: Phân loại song chắn rác Loaïi chaén raùc Thoâ (6-150mm) Trung bình < 6mm Mòn < 0,5µm Laáy raùc cô khí Coá ñònh Di ñoäng Laáy raùc thuû coâng
- 33. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 19 A) B) Hình 3.2:A. Song chắn rác cơ giới; B. Song chắn rác thủ công Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn rác được chia thành 2 loại: * Song chắn rác thô có khảng cách giữa các thanh từ: 60 ÷ 100 mm. * Song chắn rác mịn có khảng cách giữa các thanh từ: 10 ÷ 25 mm.
- 34. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 20 Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo. Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới. Tốc độ nước chảy (v) qua các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s). Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi. Song chắn rác với cào rác thủ công chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ có lượng rác < 0,1m3 /ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim loại để lấy rác ra và cho vào máng có lổ thoát nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để đưa đi xử lý tiếp tục. Song chắn rác với cào rác cơ giới hoạt động liên tục, răng cào lọt vào khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động. Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1 m3 /ng.đêm và khi dùng song chắn rác cơ giới thì phải đặt máy nghiền rác. Rác nghiền đưọc cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh trước song chắn. Khi lượng rác trên 1 Tấn/ngày.đêm cần phải thêm máy nghiền rác dự phòng. Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hóa. Hiện nay ở một số nước trên thế giới người ta còn dùng máy nghiền rác (communitor) để nghiền rác có kích thước lớn thành rác có kích thước nhỏ và đồng nhất để dễ dàng cho việc xử lý ở các giai đoạn kế tiếp, máy nghiền rác đã được thiết kế hoàn chỉnh và thương mại hóa nên trong giáo trình này không đưa ra các chi tiết của nó. Tuy nhiên nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý là cát sẽ làm mòn các lưỡi dao và sỏi có thể gây kẹt máy. Mức giảm áp của dòng chảy biến thiên từ vài inches đến 0,9 m.
- 35. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 21 Hình 3.3 Sơ đồ lắp đặt của một máy nghiền rác b. Lưới chắn rác. Lưới chắn rác dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ. Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1,0 mm. Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đật trên các khung hình đĩa. Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn. 3.1.2 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
- 36. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 22 cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng. Ở đây phải tính toán thế nào để cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi. Chú ý thời gian lưu tồn nước nếu quá nhỏ sẽ không bảo đảm hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng thường được trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường ray để cơ giới hóa việc xả cặn. Có ba loại bể lắng cát chính: Bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy (dạng chữ nhật hoặc vuông), bể lắng cát có sục khí hoặc bể lắng cát có dòng chảy xoáy (bể lắng cát ly tâm). Bể lắng cát ngang.
- 37. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 23 Hình 3.4: Bể lăng cát ngang Bể lắng cát thổi khí.
- 38. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 24 Hình 3.5: Bể lắng cát thổi khí Beå laéng caùt ly taâm Hình 3.6. Sơ đồ bể lắng cát ngang với hệ thống cơ giới để lấy cặn
- 39. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 25 Sân phơi cát Cặn xả ra từ bể lắng cát còn chứa nhiều nước nên phải phơi khô ở sân phơi cát hoặc hố chứa cát đặt ở gần bể lắng cát. Chung quanh sân phơi cát phải có bờ đắp cao 1 2 m. Kích thước sân phơi cát được xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn bằng 3 5 m/năm. Cát khô thường xuyên được chuyển đi nơi khác. Khi đất thấm tốt (cát, á cát) thì xây dựng sân phơi cát với nền tự nhiên. Nếu là đất thấm nước kém hoặc không thấm nước (á sét, sét) thì phải xây dựng nền nhân tạo. Khi đó phải đặt hệ thống ống ngầm có lỗ để thu nước thấm xuống. Nước này có thể dẫn về trước bể lắng cát. 3.1.3 Bể tách dầu mỡ. Các công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp. nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhở hơn nước. các chất này sẽ bị bịt kín lỗ hổng giữa các vật liệu lọc trong bể sinh học... và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn. Hình 3.7. Sơ đồ bể tách dầu mỡ lớp mỏng 1. Cửa dẫn nước ra; 2. ống gom dầu; 3. Vách ngăn; 4. Tấm chất dẻo; 5. Lớp dầu; 6. ống xả nước thải vào; 7. Bộ phận lắng làm từ tấm gợn; 8. Bùn cặn 3.1.4 Bể điều hòa.
- 40. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 26 Bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độ các chất ô nhiễm vào công trình, làm cho công trình làm việc ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do dao động về nồng độ và lưu lượng của quá trình xử lý nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của quá trình xử lý sinh học. Bể điều hòa có thể được phân làm ba loại như sau: - Bể điều hòa lưu lượng. - Bể điều hòa nồng độ. - Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ. 3.1.5 Bể lắng. Bể lắng tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc trọng lực. các 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 quá trình xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau xử lý sinh học. Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học. Bể lăng được chia làm ba loại: *Bể lắng ngang (có hoặc không có vách nghiêng) Hình 3.8: Bể lắng ngang *Bể lắng đứng: Có mặt bằng hình tròn hoặc hình vuông. Trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo phương bán kính (radian)
- 41. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 27 Hình 3.9: Bể lắng đứng * Bể lắng li tâm: Mặt bằng hình tròn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể rồi thu vào máng tập trung và được dẫn ra ngoài. Hình 3.10 Bể lắng li tâm
- 42. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 28 3.1.6 Bể lọc. Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp. Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hoà tan và 20% BOD, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35 % theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ cơ học. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử và xả lại vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi qua giai đoạn xử lý sinh học. Bể lọc thường làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc 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. Các loại bể lọc thường được phân loại như sau: + Lọc qua vách lọc. + Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. + Bể lọc châm. + Bể lọc nhanh. + Cột lọc áp lực.
- 43. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 29 Hình 3.11: Bể lọc 3.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC. Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải. 3.2.1 Phương pháp trung hoà. Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa acid vô cơ hoặc kềm về trạng thái trung tính pH = 6.5 – 8.5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách: Trộn lẫn nước thải chứa acid và chứa kềm, bổ sung thêm tác nhân hoá học, lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hoà, hấp thụ khí chứa acid bằng nước thải chứa kềm,…nước thải của một số ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, do quá trình công nghệ có thể chứa acid hoặc bazơ có khả năng gây ăn mòn vật liệu, phá vỡ các quá trình
- 44. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 30 sinh hóa của các công trình xử lý sinh học, đồng thời gây ra các tác hại khác, do đó cần thực hiện quá trình trung hòa nước thải. Các phương pháp trung hòa bao gồm: - Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm - Trung hòa dịch thải có tinh acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như: CaCO3, Dolomit,… - Đối với dịch thải có tính kiềm thì trung hòa bởi acid hoặc khí acid. Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hòa, cần dựa vào các yếu tố: - Loại acid hay bazơ có trong nước thải và nồng độ của chúng. - Độ hòa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hóa học. 3.2.2 Phương pháp đông tụ và keo tụ. Dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo có trong nước thải thành những bông có kích thước lớn hơn. Hình 3.12: Quá trình tạo bông cặn.
- 45. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 31 Hình 3.13: Sơ đồ bể kết tủa bông cặn. Phương pháp đông tụ - keo tụ là quá trình thô hóa các hạt phân tán và nhũ tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tượng lắng xảy ra. Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán có kích thước 1-100µm. Để tạo đông tụ, cần có thêm các chất đông tụ như: + Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O. Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 200 C là 362 g/l. pH tối ưu từ 4.5-8. + Phèn sắt FeSO4.7H2O. Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 200 C là 265 g/l. Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9. + Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O, … + Vôi. 3.2.3 Phương pháp ozon hoá. Đó là phương pháp hoá học có chứa các chất hữu cơ dạng hoà tan và dạng keo bằng ozon. Ozon sẵn sàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ. 3.2.4 Phương pháp điện hoá học. Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hoá điện hoá trên cực anốt hoặc dùng để phục hồi các chất quý.
- 46. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 32 Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: Oxy hóa ở anod và khử ở catod. Xử lý bằng phương pháp điện hóa rất thuận lợi đối với những loại nước thải có lưu lượng nhỏ và ô nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vô cơ đậm đặc. 3.2.5 Oxy hóa khử. Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp thụ vào bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như: Hg, As,… là những chất độc, có khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử. Có thể dùng tác nhân oxy hóa như: Cl2, H2O2, O2 không khí O3 hoặc pirozulite ( MnO2). Dưới tác dụng của oxu hóa, các chất ô nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải. 3.2.6 Phương pháp quang xúc tác. Quá trình quang xúc tác là quá trình kích thích các phản ứng quang hóa bằng chất xúc tác, dựa trên nguyên tắc chất xúc tác Cat nhận năng lượng ánh sáng sẽ chuyển sang dạng hoạt hóa * Cat, sau đó * Cat sẽ chuyển năng lượng sang cho chất thải và chất thải sẽ bị biến đổi sang dạng mong muốn. Quá trình có thể tóm tắt như sau: Cat + năng lượng ánh sáng → * Cat * Cat + chất thải → * chất thải + Cat * Chất thải → sản phẩm Một số chất bán dẫn được sử dụng làm chất quang xúc tác trong đó zinc oxide ZnO, titanium dioxide TiO2, zinc titanate Zn2TiO2, cát biển, CdS là các chất cho hiệu quả cao. TiO2 rất hiệu quả trong việc phân hủy chloroform và urea (Kogo et al 1980), thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ như dimethyl phosphate (Harada et al, 1976). Cyanide (CN- ) (10.6 ppm KCH, 0,01 M NaOH) có thể bị phân hủy nhanh chóng trong môi trường có chứa 5% TiO2 và chiếu sáng với nguồn sáng có bước sóng 350 nm (Carey and Oliver, 1980). Đầu tiên CN- bị oxy hóa thành CNO- . Sau đó hàm lượng CNO- giảm dần chứng tỏ nó tiếp tục bị oxy hóa.
- 47. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 33 Quá trình quang xúc tác xảy ra với bức xạ có bước sóng nhỏ hơn 4200oA tạo nên oxy hoạt tính phân hủy hoàn toàn các chất thải hữu cơ thành CO2 và nước (Nemerow và Dasgupta, 1991). Hình 3.14: Sơ đồ xử lý chất thải độc hại bằng phương pháp quang hóa. 3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA LÝ. Trong dây chuyền công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được áp dụng sau công đoạn xử lý cơ học. Phương pháp xử lý hóa lý bao gồm các phương pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cô đặc, lọc ngược... Phương pháp hóa lý được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan, có nhiều ưu điểm như: + Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxy hóa sinh học. + Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật. + Có thể thu hồi các chất khác nhau. + Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn. 3.3.1 Tuyển nổi. Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha khí – nước và xảy ra khi có năng lượng tự do trên bề mặt phân chia, đồng thời
- 48. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 34 cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở những nơi tiếp xúc khí – nước. + Tuyển nổi dạng bọt: Được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất không tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hòa tan. + Phân ly dạng bọt: Được ứng dụng để xử lý các chất hòa tan có trong nước thải, ví dụ như chất hoạt động bề mặt. Ưu điểm: Phương pháp tuyển nổi là có thể thu cặn với độ ẩm nhở, có thể thu tạp chất. phương pháp tuyển nổi được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như: Tơ sợi nhân tạo, thực phẩm... Hình 3.15:Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn 3.3.2 Trích ly. Tách các chất bẩn hoà tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sung một chất dung môi không hoà tan vào nước, nhưng độ hoà tan của chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước.
- 49. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 35 Hình 3.16: Tháp trích ly. 3.3.3 Hấp phụ. Hấp phụ là thu hút chất bẩn lêm bề mặt của chất hấp thụ, phần lớn là chất hấp phụ rắn và có thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hay động. Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất hấp thụ có thể bị giải hấp phụ và chuyển ngược lại vào chất thải. Các chất hấp thụ thường được sử dụng là các loại vật liệu xốp tự nhiên hay nhân tạo như tro, mẫu vụn than cốc, than bùn silicagen, keo nhôm, đất sét hoạt tính,... và các chất hấp phụ này còn có khả năng tai sinh để tiếp tục sử dụng. Hình 3.17: Sơ đồ tháp lọc hấp phụ.
- 50. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 36 1. Phểu để điều chỉnh pH của nước thải khi dẫn vào tháp; 2,3,4 Tháp chứa than hoạt tính; I. Van mở; II. Van đóng 3.3.4 Chưng bay hơi. Là chưng nước thải để các chất hoà tan trong đó cùng bay hơi lên theo hơi nước. Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi dễ hình thành các lớp riêng biệt và do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra. 3.3.5 Trao đổi ion. Là phương pháp thu hồi các Kation và Anion bằng các chất trao đổi ion. Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên hiên hoặc vật liệu lọc nhân tạo. Chúng không hoà tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion. 3.3.6 Tách bằng màng. Là phương pháp tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng bán thấm. Đó là các màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua. 3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC. Thực chất của phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh để phân huỷ - oxy hoá các chất hữu cơ ở dạng keo và hoà tan có trong nước thải. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng như: Cacbon, nitơ , phosphor, kali,…vi sinh vật sử dụng vật chất này để kiến tạo tế bào cũng như tích luỹ năng lượng cho quá trình sinh trường và phát triển chính vì vậy sinh khối vi sinh vật không ngừng tăng lên. Những công trình xử lý sinh học phân thành hai nhóm: Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên: Cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… thường quá trình xử lý xảy ra chậm. Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo: Bể lọc sinh học ( bể biophin ), bể làm thoáng sinh học (bể aeroten)… Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn. Quá
- 51. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 37 trình xử lý sinh học có thể đạt hiệu suất khử trùng 99,9% (trong các công trình trong điều kiện tự nhiên) theo BOD tới 90- 95 %. Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các công trình cơ học, hóa học, hóa lý. 3.4.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên. a. Ao hồ sinh học (Ao hồ ổn định nước thải). Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa. Phương pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao. Quy trình được tóm tắt như sau: Nước thải → loại bỏ rác, cát, sỏi... → Các ao hồ ổn định → Nước đã xử lý. Hồ hiếu khí. Ao nông 0,3 – 0,5 m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. gồm 2 loại: Hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. Hình 3.18: Ao hiếu khí với hệ thống cung cấp khí. Hồ kị khí.
- 52. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 38 Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxy từ các hợp chất như nitrat, sulfat... Để oxy hóa các chất hữu cơ và các loại rươu và khí CH4, H2S,CO2,…và khí và nước. Chiều sâu của hồ khá lớn khoảng 2 – 6 m. Hồ tùy nghi. Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có đều ở trong nước và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng lắng. Ao hồ tùy nghi được chia làm ba vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khi tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí. Chiều sâu của hồ khoảng 1 – 1,5 m. Hình 3.19: Hồ tùy nghi Hồ ổn định bậc ba. Nước thải sau khi xử lý cơ bản (bậc II) chưa đạt tiêu chuẩn là nước sạch để xả vào nguồn thì có thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các công trình xử lý bậc III là ao hồ ổn định sinh học kết hợp với thả bèo nuôi cá. b. Phương pháp xử lý qua đất. Thực chất của quá trfnh xử lý là: Khi lọc nước thải qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo ra một màng gồm nhiều vi sinh
- 53. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 39 vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ sử dụng oxy của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng. + Cánh đồng tưới. + Cánh đồng lọc. Hình 3.20: Xử lý nước thải bằng đất 3.4.2 Các công trình xử lý hiếu khí nhân tạo. Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo có thể kể đến hai quá trình cơ bản: + Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lủng. + Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính.
- 54. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 40 Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí như: Aeroten bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật bám dính), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay... a. Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aeroten. Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa sào sự hoạt động sống của si sinh vật hiếu khí. Trong bể Aeroten, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẩm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật khác. Các vi sinh vật đồng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hóa thành các chất vô cơ như H2O, CO2 không độc hại cho môi trường. Quá trình sinh học có thể diễn ra tóm tắt như sau: Chất hữu cơ + Vi sinh vật + oxy NH3 + H2O + Năng lượng + Tế Bào mới Hay có thể viết: Chất thải + Bùn hoạt tính + Không khí Sản phẩm cuối + Bùn hoạt tính dư. Hình 3.21: Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu trong bể bùn hoạt tính Một số loại bể Aeroten thường dùng trong xử lý nước thải. Bể Aeroten truyền thống.
- 55. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 41 Xaû buøn töôi Nöôùc thaûi Tuaàn hoaøn buøn hoaït tính Beå laéng ñôït 2 Beå Aerotank nguoàn tieáp nhaän Xaû ra Xaû buøn hoaït tính thöøa Beå laéng ñôït 1 Hình 3.22: Sơ đồ công nghệ bể Aeroten truyền thống. Bể Aeroten tải trọng cao. Hoạt động của bể Aeroten tải trọng cao tương tự như bể có dòng chảy nút, chịu được tải trọng chất bẩn cao và có hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít năng lượng, lượng bùn sinh ra thấp. Nước thải đi vào có đọ nhiễm bẩn cao, thường là BOD>500 mg/l. Tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000 mg BOD/g bùn (không cho) trong một ngày đêm. Bể Aeroten có hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dòng chảy. Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aeroten được giảm dần từ đầu đến cuối bể do đó nhu cầu cung cấp oxy cũng tỷ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ. Ưu điểm: - Giảm được lương không khí cấp vào bể tức là giảm công suất của máy thổi khí - Không có hiện tượng làm thoáng quá mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của vi khuẩn khử các hợp chất Nitơ. - Có thể áp dụng tải trọng cao(F/M cao), chất lượng nước ra tốt. Bể Aeroten có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định(Contact Stabilitation). Bể có 2 ngăn: Ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh.
- 56. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 42 Tuaàn hoaøn buøn Beå Aerotank Ngaên taùi sinh buøn hoaït tính Ngaên tieáp xuùc Beå laéng ñôït 1 Nöôùc thaûi Xaû buøn töôi nguoàn tieáp nhaän Beå laéng ñôït 2 Xaû buøn hoaït tính thöøa Xaû ra Hình 3.23: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten có ngăn tiếp xúc. Ưu điểm của dạng bể này là Bể Aeroten có ngăn tiếp xúc có dung tích nhỏ, chịu được sự dao động của lưu lượng và chất lượng nước thải, có thể ứng dụng cho nước thải có hàm lượng keo cao. Bể Aeroten làm thoáng kéo dài. Khi nước thải có tỉ số F/M (Tỉ lệ giữa BOD5 và bùn hoạt tính mg BOD5/mg bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thông khí thường 20-30h Tuaàn hoaøn buøn hoaït tính Beå Aerotank laøm thoaùng keùo daøi 20 -30 giôø löu nöôc trong beå Nöôùc thaûi Löôùi chaén raùc Beå laéng ñôït 2 Xaû ra nguoàn tieáp nhaän Ñònh kyø xaû buøn hoaït tính thöøa Hình 3.24: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thoáng kéo dài. Bể Aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh.
- 57. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 43 Xaû buøn töôi Beå laéng ñôït 1 Nöôùc thaûi Xaû buøn hoaït tính thöøa Tuaàn hoaøn buøn Beå laéng ñôït 2 nguoàn tieáp nhaän Xaû ra Maùy khuaáy beà maët Hình 3.25 : Sơ đồ làm việc của bể Aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh. Ưu điểm: Pha loãng ngay tức khác nồng độ các chất ô nhiễm trong toàn thể tích bể, không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho loại nước thải có chỉ số bùn cao, cặn khó lắng. Oxytank. Dựa trên nguyên lý làm việc của Aeroten khuấy đảo hoàn chỉnh người ta thay không khí nén bằng sục khí oxy tinh khiết. Hình 3.26: Oxytank. Ưu điểm: Hiệu suất cao nên tăng được tải trọng BOD. Giảm thời gian sục khí. Lắng bùn dễ dàng.
- 58. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 44 Giảm bùn đáng kể trong quá trình xử lý. Mương oxy hóa. Mương oxy hóa là dạng cải tiến của bể Aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh có dạng vòng hình chữ O làm viếc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương. Bể lọc sinh học – Biofilter. Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình oxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Có 2 dạng: + Bể lọc sinh học nhỏ giọt: Là bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc không ngập nước. Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l. Với lưu lượng nước thải không quá 1000 m3 /ngày. + Bể lọc sinh học cao tải: Lớp vật liệu lọc đặt ngập trong nước. Tải trọng nước thải tới10 ÷ 30m3 /m2 ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc sinh học nhỏ giọt. Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một bể lọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn. Hình 3.27: Bể lọc sinh học cao tải.
- 59. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 45 Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors) RBC gồm một loại đĩa tròn xếp liền nhau bằng polystyren hay PVC. Những đĩa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ. Trong khi vận hành, sinh vật tăng trưởng sẽ bám dính vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên toàn bộ bề mặt ướt của đĩa. Đĩa quay làm cho sinh khối luôn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và không khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Hình 3.28: Đĩa quay sinh học RBC Bể sinh học theo mẻ SBR( Sequence Batch Reactor). SBR là một bể dạng của bể Aeroten. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song chắn rác, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Ưu điểm là khử được các hợp chất Nitơ, photpho khi vận hành đúng quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Bể SBR hoạt động theo 5 pha: + Pha làm đầy (fill): Thời gian bơm nước vào bể kéo dài từ 1 – 3 giờ. Dòng nước thải được đưa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy. Trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tùy thuộc vào mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào,
- 60. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 46 quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: Làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, làm đầy sục khí. + Pha phản ứng, thổi khí (React): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cung cấp oxy vào nước và khuấy trộng đều hỗn hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, thường khoảng 2 giờ. Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hóa có thể thực hiện, chuyển nitơ từ dạng N-NH3 sang N-NO2 2- và nhanh chóng chuyển sang dạng N-NO3 - . + Pha lắng(settle): Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ. + Pha rút nước ( draw): Khoảng 0.5 giờ. + Pha chờ: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể. Xả bùn dư là một giai đoạn quan trọng không thuộc 5 giai đoạn cơ bản trên, nhưng nó cũng ảnh hưởng lớn đến năng suất của hệ. Lượng và tần xuất xả bùn được xác định bởi năng suất yêu cầu, cũng giống như hệ hoạt động liên tục thông thường. Trong hệ hoạt động gián đoạn, việc xả thường được thực hiện ở giai đoạn lắng hoặc giai đoạn tháo nước trong. Đặc điểm duy nhất là ở bể SBR không cần tuần hoàn bùn hoạt hóa. Hai quá trình làm thoáng và lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, cho nên không có sự mất mát bùn hoạt tính ở giai đoạn phản ứng và không phải tuần hoàn bùn hoạt tính để giữ nồng độ.
- 61. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 47 Hình 3.29: Quá trình vận hành bể SBR b. Các công trình xử lý sinh học kị khí. Phân hủy kị khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy chất hữu cơ thành các chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có oxy. Việc chuyển hóa các acid hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Năng lượng hữu cơ chuyển hóa thành khí vào khoảng 80 90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 35 o C. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kị khí là lượng bùn sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hợn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. Trong quá trình lên men kị khí, thường có 4 nhóm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau: - Thủy phân: Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme như các polysaccharide và protein thành các các phức chất đợn giản hoặc chất hòa tan như amino acid, acid béo.... Kết quả của sự bẻ gãy mạch cacbon chưa làm giảm COD. - Acid hóa: Ở giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid beo dễ bay hơi, alcohols các axít lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. sự hình thành các acid có thể làm ph giảm xuống 4.0. - Acetic hóa (acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới.
- 62. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 48 - Mêtan hóa (methanogenesis): Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân hủy kị khí. Axít acetic, H2, CO2 , axít formic và methanol chuyển hóa thành mêtan, CO2 và sinh khối. Phương pháp kị khí với sinh trưởng lơ lửng. Phương pháp tiếp xúc kị khí. Bể lên men có thiết bị trộn và bể lắng riêng. Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 – 12 giờ. Thiết bị khử khí giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32o C, nếu nhiệt độ giảm đi 11o C, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi. Bể UASB ( Upflow anaerobic Sludge Blanket). Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và chất hữu cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. nước thải thiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành UASB. Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhở. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 0,9 m/h.
- 63. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 49 Hình 3.30: Bể UASB. 1. Đầu vào, 2. Đầu ra, 3. Biogas 4. Thiết bị giữ bùn (VSV), 5. Khu vực có it bùn hơn Phương pháp kị khí với sinh khối gắn kết. Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá màng hữu cơ (ANAFIZ). Lọc kị khí với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc có thể được vận hành ở chế độ dòng chảy ngược hoặc xuôi. Giá thể trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nó cũng được phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hóa. Bể kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX). Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bở dòng nước dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích là lớn nhất. Ưu điểm: + Ít bị tắc nghẽn trong quá trình làm việc với vật liệu lọc. + Khở động nhanh chóng. + Không tẩy trôi các quần thể sinh học bám dính trên vật liệu.
- 64. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 50 + Có khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng. 3.5 PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG. 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 chứa trong nước thải trước khi xả ra nguồn nước. Khử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật còn quá trình khử trùng thì không tiêu diệt hết các vi sinh vật. Quá trình khử trùng dùng để tiêu diệt các vi khuẩn, virus, amoeb gây ra các bệnh thương hàn, phó thương hàn, lỵ, dịch tả, sởi, viêm gan... Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa chất, sử dụng các quá trình cơ lý, sử dụng các bức xạ. Trong phần này chúng ta chỉ bàn đến việc khử trùng bằng các hóa chất. Các hóa chất thường sử dụng cho quá trình khử trùng là chlorine và các hợp chất của nó, bromine, ozone, phenol và các phenolic, cồn, kim loại nặng và các hợp chất của nó, xà bông và bột giặt, oxy già, các loại kiềm và axít. Cl2 hòa tan rất mạnh trong nước (7160 mg/L ở 20o C và 1atm). Khi hòa tan trong nước nó tạo thành hypochlorous acide Cl2 + H2O --> HOCl + H+ + Cl- Hypochlorous acide sau đó bị ion hóa thành hypochlorite ion. HOCL --> OCl- + H+ HOCl và OCl- được coi là lượng chlor tự do hữu dụng. Các dạng khác như calcium hypochlorite cũng được sử dụng Thời gian tiếp xúc giữa chlorine và nước thải từ 15 45 phút, ít nhất phải giữ được 15 phút ở tải đỉnh. Bể tiếp xúc chlorine thường được thiết kế theo kiểu plug-flow (ngoằn ngoèo). Vận tốc tối thiểu của nước thải phải từ 2 4,5 m/phút để tránh lắng bùn trong bể.
- 65. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 51 Hình 3.31: Hệ thống khử trùng Hình 3.32: Sơ đồ một bể tiếp xúc chlorine
- 66. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 52 3.6 XỬ LÝ CẶN. Nhiệm vụ của xử lý cặn là: - Làm giảm thể tích và độ đẩm của cặn. - ổn định cặn. - Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác. Rác (gồm các tạp chất không tan, kích thước lớn: Cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau...) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau sau đó dẫn đến bể mêtan 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 với mục đích khác. Cặn tươi từ bể lắng I dẫn đến bể mêtan để xử lý. Một phần bùn hoạt tính dư (vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt II, được dẫn tới bể nén bùn để làm giảm độ ẩm và thể tích sau đó được dẫn vào bể mêtan để tiếp tục xử lý. Cặn ra khỏi bể mêtan thường có độ ẩm cao(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 ép dây đai, thiết bị li tâm.... độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55% - 75%. Tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng khác nhau: Thiết bị sấy trống, dạng khí nén, băng tải,... sau khi sấy độ ẩm còn 25% - 30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển. 3.7 SƠ LƯỢC VỀ CÁC VI SINH VẬT TRONG VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.7.1 Quá trình hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc (tùy nghi) 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
- 67. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 53 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. Khi bể xử lý được xây dựng xong và đưa vào vận hành thì các vi khuẩn có sẵn trong nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong một mẻ cấy vi khuẩn. Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động ổn định có thể dùng bùn của các bể xử lý đang hoạt động gần đó cho thêm vào bể mới như là một hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử lý. Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn: + Giai đoạn chậm (lag-phase): Xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào hoạt động và bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể. Đây là giai đoạn để các vi khuẩn thích nghi với môi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào. + Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): Giai đoạn này các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng. Tốc độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lượng thức ăn trong môi trường. + Giai đoạn cân bằng (stationary phase): Lúc này mật độ vi khuẩn được giữ ở một số lượng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, số lượng vi khuẩn sinh ra bằng với số lượng vi khuẩn chết đi. + Giai đoạn chết (log-death phase): Trong giai đoạn này số lượng vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lượng vi khuẩn được sinh ra, do đó mật độ vi khuẩn trong bể giảm nhanh.
- 68. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 54 Giai đoạn này có thể do các loài có kích thườc khả kiến hoặc là đặc điểm của môi trường. Hình 3.33: Một đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi khuẩn trong bể xử lý. Cũng cần nó thêm rằng đồ thị trên chỉ mô tả sự tăng trưởng của một quần thể vi khuẩn đơn độc. Thực tế trong bể xử lý có nhiều quần thể khác nhau và có đồ thị tăng trưởng giống nhau về dạng nhưng khác nhau về thời gian tăng trưởng cũng như đỉnh của đồ thị. Trong một giai đoạn bất kỳ nào đó sẽ có một loài có số lượng chủ đạo do ở thời điểm đó các điều kiện như pH, oxy, dinh dưỡng, nhiệt độ... phù hợp cho loài đó. Sự biến động về các vi sinh vật chủ đạo trong bể xử lý được biểu diễn trong hình bên dưới. Khi thiết kế và vận hành hệ thống xử lý chúng ta phải để ý tới cả hệ vi sinh vật này, không nên nghĩ rằng đây là một "hộp đen" với những vi sinh vật bí mật.
- 69. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 55 Hình 3.34: Đồ thị về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong xử lý nước thải Như đã nói ở trên vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong các bể xử lý nước thải. Do đó trong các bể này chúng ta phải duy trì một mật độ vi khuẩn cao tương thích với lưu lượng các chất ô nhiễm đưa vào bể. Điều này có thể thực hiện thông qua quá trình thiết kế và vận hành. Trong quá trình thiết kế chúng ta phải tính toán chính xác thời gian tồn lưu của vi khuẩn trong bể xử lý và thời gian này phải đủ lớn để các vi khuẩn có thể sinh sản được. Trong quá trình vận hành, các điều kiện cần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi khuẩn (pH, chất dinh dưỡng, nhiệt độ, khuấy trộn...) phải được điều chỉnh ở mức thuận lợi nhất cho vi khuẩn. Bảng 3.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của các công trình xử lý nước thải hiếu khí Loại Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của công trình Bùn hoạt tính Loại bể phản ứng Thời gian lưu của nước thải trong bể phản ứng Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ
- 70. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 56 Hiệu suất sục khí Thời gian lưu trữ VSV trong bể phản ứng Tỉ lệ thức ăn/vi sinh vật (F/M) Tỉ lệ bùn bơm hoàn lưu về bể phản ứng Các chất dinh dưỡng Các yếu tố môi trường (nhiệt độ, pH) Bể lọc sinh học nhỏ giọt Loại nguyên liệu làm giá bám và chiều cao của cột nguyên liệu này Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Hiệu suất thông khí Tỉ lệ hoàn lưu Cách sắp xếp các cột lọc Cách phân phối lưu lượng nước Đĩa quay sinh học Số bể, đĩa Chế độ nạp nước thải và các chất hữu cơ Bộ phận truyền động Mật độ của nguyên liệu cấu tạo đĩa (Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991) 3.7.2 Quá trình yếm khí Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện không có oxy. Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên người ta thường đơn giản hóa chúng bằng phương trình sau đây: Quá trình phân hủy yếm khí được chia thành 3 giai đoạn chính như sau: Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S Lên men yếm khí
- 71. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 57 1. Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử. 2. Tạo nên các axít. 3. Tạo methane. Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men yếm khí Quá trình lên men yếm khí có thể được khởi động một cách nhanh chóng nếu như chất thải của một hầm ủ đang hoạt động được dùng để làm chất mồi (đưa vi khuẩn đang hoạt động vào mẻ ủ). Hàm lượng chất rắn trong nguyên liệu nạp cho hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 5 - 10%, 90 - 95% còn lại là nước. + Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ và sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày và các mùa ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy chất hữu cơ. Thông thường biên độ nhiệt sau đây được chú ý đến trong quá trình xử lý yếm khí: + 25 - 40o C: Đây là khoảng nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa ấm. + 50 - 65o C: Nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa nhiệt. Nói chung khi nhiệt độ tăng tốc độ sinh khí tăng nhưng ở nhiệt độ trong khoảng 40 - 45o C thì tốc độ sinh khí giảm vì khoảng nhiệt độ này không thích hợp cho cả hai loại vi khuẩn, nhiệt độ trên 60o C tốc độ sinh khí giảm đột ngột và quá trình sinh khí bị kềm hãm hoàn toàn ở 65o C trở lên. Hình 3.35: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh khí của hầm ủ
- 72. kế HTXLNT cho KDC Tân Khai, Công suất 1000m3/ngày 58 Ở các nước vùng ôn đới nhiệt độ môi trường thấp; do đó tốc độ sinh khí chậm và ở nhiệt độ dưới 10o C thể tích khí sản xuất được giảm mạnh. Để cải thiện tốc độ sinh khí người ta có thể dùng Biogas đun nóng nguyên liệu nạp, hoặc đun nước nóng để trao đổi nhiệt qua các ống hình xoắn ốc lắp đặt sẵn trong lòng hầm ủ. Ngoài ra người ta còn dùng các tấm nhựa trong để bao hầm ủ lại, nhiệt độ bên trong tấm nhựa trong sẽ cao hơn nhiệt độ môi trường từ 5 - 10o C, hoặc thiết kế cho phần trên hầm ủ chứa nước và lượng nước này được đun nóng lên bằng bức xạ mặt trời, hoặc tạo lớp cách nhiệt với môi trường bằng cách phủ phân compost hoặc lá cây lên hầm ủ. + Ảnh hưởng của pH và độ kiềm (alkalinity): pH trong hầm ủ nên được điều chỉnh ở mức 6,6 - 7,6 tối ưu trong khoảng 7 - 7,2 vì tuy rằng vi khuẩn tạo acid có thể chịu được pH thấp khoảng 5,5 nhưng vi khuẩn tạo methane bị ức chế ở pH đó. pH của hầm ủ có khi hạ xuống thấp hơn 6,6 do sự tích tụ quá độ các acid béo do hầm ủ bị nạp quá tải hoặc do các độc tố trong nguyên liệu nạp ức chế hoạt động của vi khuẩn methane. Trong trường hợp này người ta lập tức ngưng nạp cho hầm ủ để vi khuẩn sinh methane sử dụng hết các acid thừa, khi hầm ủ đạt được tốc độ sinh khí bình thường trở lại người ta mới nạp lại nguyên liệu cho hầm ủ theo đúng lượng quy định. Ngoài ra người ta có thể dùng vôi để trung hòa pH của hầm ủ. Alkalinity của hầm ủ nên được giữ ở khoảng 1.000 - 5.000 mg/L để tạo khả năng đệm tốt cho nguyên liệu nạp. + Ảnh hưởng của độ mặn: Thường trên 90% trọng lượng nguyên liệu là nước. TTNLM đã tìm hiểu khả năng sinh Biogas của hầm ủ tùy thuộc nồng độ muối trong nước. Kết quả cho thấy vi khuẩn tham gia trong quá trình sinh khí methane có khả năng dần dần thích nghi với nồng độ của muối ăn NaCl trong nước. Với nồng độ < 0,3% khả năng sinh khí không bị giảm đáng kể. Như vậy việc vận hành các hệ thống xử lý yếm khí tại các vùng nước lợ trong mùa khô không gặp trở ngại nhiều (Lê Hoàng Việt, 1988). + Các chất dinh dưỡng:
|
