Tài liệu Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt chung cư phú hòa

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm MỞ ĐẦU 1. LÝ DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 3. NỘI DUNG ĐỒ ÁN 4. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN SVTH: PHẠM HÀ BẮC 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm 1. Lý do hình thành đề tài Trong những năm gần đây, cùng với xu thế hội nhập và phát triển kinh tế trong khu vực và trên thế giới, tốc độ đô thị hóa của Việt Nam ngày càng phát triển, nhiều khu chung cư cao tầng, khu đô thị đã được hình thành. Tỉnh Bình Dương nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, trong thời gian qua luôn là một trong những tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế cao, thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước ngày càng tăng. Tuy nhiên, phần lớn các nhà đầu tư chỉ tập trung vào các Liên Hợp Công Nghiệp – Dịch Vụ – Đô Thị ở phía Nam của tỉnh, hiện tại nhu cầu thuê đất còn rất lớn nhưng quỹ đất công nghiệp cho thuê còn rất ít và chưa tận dụng được tiềm lực của tỉnh Bình Dương hiện hữu. Do vậy, chủ trương của tỉnh là cần đẩy mạnh hướng phát triển của các Liên Hợp Công Nghiệp – Dịch Vụ – Đô Thị về các vùng nằm phía Bắc của tỉnh nơi cộng đồng dân cư còn khó khăn, thiếu tbển. Thị xã Thủ Dầu Một - trung tâm tỉnh lỵ của Bình Dương đã và đang chuyển biến sâu rộng trong các mặt kinh tế xã hội góp phần thúc đẩy tốc độ tăng trưởng nhanh của tỉnh nhà. Nhiều dự án xây dựng nhà ở cao cấp, trung cấp và chung cư được tiến hành và từng bước góp phần vào phát triển dịch vụ nhà ở cho thị xã tốt hơn, nhiều lựa chọn hơn. Dự án nhà ở xã hội chung cư Phú Hòa có tổng diện tích 3.979,86 m2, tổng số căn hộ là 117 căn; đáp ứng cho 600 người ở hình thành trong xu thế đó. Mục tiêu để xây dựng khu chung cư Phú Hòa là xây dựng một khu chung cư hoàn thiện, đồng bộ các hệ tbểng hạ tầng kỹ thuật, phù hợp cho phục vụ nhu cầu nhà ở tầng lớp cán bộ công nhân viên chức. Tuy nhiên, cũng cần nhận thấy rằng trong định hướng phát triển các khu chung cư để tạo nơi an cư cho nhiều hộ dân mà diện tích đất đòi hỏi không quá lớn, chung cư cũng là nơi tập trung dân cư với mật độ cao. Do đó tất yếu sẽ phát sinh một số vấn đề môi trường đi kèm, nhất là nước thải sinh hoạt. Hiện nay, hầu hết các khu chung cư cao tầng, nhà ở xã hội đều chưa có hệ tbểng xử lý nước thải sinh hoạt. Nước thải từ các hoạt động sinh hoạt của người dân được xả thẳng ra ngoài môi SVTH: PHẠM HÀ BẮC 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm trường mà chưa qua xử lý, tác động xấu đến con người, môi trường nước và cảnh quan của khu vực xung quanh. Do đó, việc đầu tư xây dựng một trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư Phú Hòa để làm sạch nước trước khi xả vào hệ tbểng kênh, rạch thoát nước tự nhiên là một yêu cầu cấp thiết, và phải tiến hành đồng thời với quá trình hình thành và hoạt động của khu chung cư nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho thị xã Thủ Dầu Một trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Chính vì lý do đó đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương, công suất 150 m3/ngày đêm” đã được lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp và được trình bày trong báo cáo này. 2. Mục tiêu của đề tài Lựa chọn công nghệ và thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm nhằm giảm thiểu ô nhiễm trong nước thải. Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn loại B, QCVN 14:2008/BTNMT. 3. Nội dung đồ án Tìm hiểu về hoạt động của khu dân cư Phú Hòa: Cơ sở hạ tầng của khu dân cư Phú Hòa. Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào. Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong trạm xử lý nước thải. Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải. 4. Phương pháp thực hiện  Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu chung cư, tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác. SVTH: PHẠM HÀ BẮC 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm  Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt qua các tài liệu chuyên ngành.  Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp.  Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ tbểng 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 các công trình đơn vị trong hệ tbểng xử lý nước thải. 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Xây dựng trạm xử lý nước thải cho chung cư Phú Hòa có là góp phần vào công cuộc bảo vệ môi trường chung cho chúng ta và là mắt xích trong chuỗi nhà chung cư sạch. Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho xã hội cũng như Ban quản lý khu chung cư. SVTH: PHẠM HÀ BẮC 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHUNG CƯ PHÚ HÒA, THỊ XÃ THỦ DẦU MỘT, TỈNH BÌNH DƯƠNG 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 1.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC 1.3 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC SVTH: PHẠM HÀ BẮC 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm 1.1. Vị trí địa lý Chung cư Phú Hòa nằm trong cư khu dân Phú Hòa, phường Phú Hòa, trực thuộc Thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương. - Diện tổng tích : 3979,86 m2. - Phía Nam giáp phường Hiệp Thành và xã Phú Mỹ. - Phía Tây giáp phường Phú Cường và phường Chánh Nghĩa. - Phía Bắc giáp phường PhúThọ. - Phía Đông giáp huyện Tân Uyên, xã Bình Chuẩn (Thuận An). Khu chung cư Phú Hòa là khu chung cư nằm ở vị trung tâm Thị xã Thủ Dầu Một. Với vị trí tương đối thuận lợi cho việc giao lưu với các phường trong thị xã và các huyện trong tỉnh, qua các tuyến đường trung tâm; quốc lộ 13. Là phường trung tâm thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương một tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ, phía bắc giáp Bình Phước, phía nam và tây nam giáp thành pbể Hồ Chí Minh, phía tây giáp Tây Ninh, phía đông giáp Đồng Nai. Hình 1: Bản đồ thị xã Thủ Dầu Một SVTH: PHẠM HÀ BẮC 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm 1.2. Điều kiện tự nhiên khu vực 1.2.1 Địa hình, thổ nhưỡng Bình Dương nằm trong vùng chuyển tiếp giữa cao nguyên Nam Trung Bộ với đồng bằng sông Cửu Long nên địa hình chủ yếu là những đồi thấp, thế đất bằng phẳng, nền địa chất ổn định, vững chắc, phổ biến là những dãy đồi phù sa cổ nối tiếp nhau với độ cao trung bình 20-25m so với mặt biển, độ dốc 2-5°và độ chịu nén 2kg/cm². Đặc biệt có một vài đồi núi thấp nhô lên giữa địa hình bằng phẳng như núi Châu . Các nhà thổ nhưỡng đã tìm thấy ở Bình Dương 7 loại đất khác nhau, nhưng chủ yếu là đất xám và đất đỏ vàng. Theo kết quả tổng điều tra đất năm 2000 thì hai loại đất này chiếm 76,5% diện tích tự nhiên toàn tỉnh, trong đó đất xám chiếm 52,5%; đất đỏ vàng chiếm 24,0%. Với địa hình cao trung bình từ 6-60m, nên chất lượng và cấu trúc đất Bình Dương không chỉ thích hợp với các loại cây trồng mà còn rất thuận lợi đối với việc xây dựng kết cấu hạ tầng và phát triển các khu công nghiệp. 1.2.2 Thủy văn Trên địa bàn Bình Dương có nhiều sông lớn chảy qua, nhưng quan trọng nhất là sông Sài Gòn và sông Đồng Nai. Sông Đồng Nai là một trong những sông lớn của Việt Nam, có tổng chiều dài 450 km, trong đó chảy qua Bình Dương 84 km. 1.2.3 Khí hậu Khí hậu Bình Dương mang đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với 2 mùa rõ rệt. Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.800 - 2.000mm với số ngày có mưa là 120 ngày. Tháng mưa nhiều nhất là tháng 9, trung bình 335mm, năm cao nhất có khi lên đến 500mm, tháng ít mưa nhất là tháng 1, trung bình dưới 50mm và nhiều năm trong tháng này không có mưa.  Nhiệt độ trung bình hằng năm là 26,5 °C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 29 °C (tháng 4), tháng thấp nhất 24 °C (tháng 1). Tổng nhiệt độ hoạt động hàng năm khoảng 9.500 - 10.000 °C, số giờ nắng trung bình 2.400 giờ, có năm lên tới 2.700 giờ. SVTH: PHẠM HÀ BẮC 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm  Chế độ không khí ẩm tương đối cao, trung bình 80-90% và biến đổi theo mùa. Độ ẩm được mang lại chủ yếu do gió mùa Tây Nam trong mùa mưa, do đó độ ẩm thấp nhất thường xảy ra vào giữa mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa. Giống như nhiệt độ không khí, độ ẩm trong năm ít biến động. Với khí hậu nhiệt đới mang tính chất cận xích đạo, nền nhiệt độ cao quanh năm, ẩm độ cao và nguồn ánh sáng dồi dào, rất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, đặc biệt là trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày. Khí hậu Bình Dương tương đối hiền hoà, ít thiên tai như bão, lụt… 1.3. Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực  Bình Dương là một trong những địa phương năng động trong kinh tế, thu hút đầu tư nước ngoài. Với chủ trương tạo ra một môi trường đầu tư tốt nhất hiện nay tại Việt Nam, tính đến tháng 10/2010, tỉnh đã có 2.285 dự án FDI với tổng số vốn 10 tỷ 507 triệu USD.  Bình Dương có 28 khu công nghiệp đang hoạt động, trong đó nhiều khu công nghiệp đã cho thuê gần hết diện tích như Sóng Thần I, Sóng Thần II, Đồng An, Tân Đông Hiệp A, Việt Hương I-II, VSIP I-II, Việt Nam Singapore, Mỹ Phước1,2,3,và 5. Các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh đã thu hút 938 dự án đầu tư, trong đó có 613 dự án đầu tư nước ngoài với tổng vốn 3,483 triệu USD và 225 dự án đầu tư trong nước có số vốn 2.656 tỉ đồng. Nhằm tăng sự thu hút đầu tư; hiện nay địa phương này đang tập trung hoàn thiện cơ sở hạ tầng kỹ thuật, đẩy nhanh tiến độ thi công các khu công nghiệp mới để phát triển công nghiệp ra các huyện phía bắc của tỉnh (Mỹ Phước 1,2,3; 6 khu công nghiệp trong Khu liên hợp công nghiệp-dịch vụ-đô thị Bình Dương, Tân Uyên). Trong đó Thị xã Thủ Dầu Một là một trong những khu vực trọng điểm, có điều kiện phát triển kinh tế để trở thành một thành pbể vệ tinh của thành pbể Hồ Chí Minh trong tương lai. Nhờ những chính sách thông thoáng, chính quyền thị xã luôn tạo điều kiện cho việc phát triển cơ sở hạ tầng nhà ở… SVTH: PHẠM HÀ BẮC 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm Thị xã Thủ Dầu Một là nơi tập trung của các trường đại học lớn như đại học Bình Dương, đại học Thủ Dầu Một …cùng với các bệnh viện lớn, các trung tâm y tế và thuận tiện điều kiện y tế khi gần kề thành pbể Hồ Chí Minh. SVTH: PHẠM HÀ BẮC 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 2.2.1 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 2.2.2 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 2.2.3 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 2.2.4 XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC SVTH: PHẠM HÀ BẮC 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm 2.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt 2.2.1. Thành phần Thành phần nước thải được chia làm 2 nhóm chính: thành phần vật lý và thành phần hóa học.  Thành phần vật lý: Biểu thị các dạng chất bẩn có trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia làm 3 nhóm: - Nhóm 1: gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô (vải, giấy, lá cây, sạn, sỏi, cát,…) ở dang lơ lửng (δ > 10-1mm) và các chất ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt (δ = 10-1 ÷ 10-4mm) - Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo (δ = 10-4 ÷ 10-6mm) - Nhóm 3: gồm các chất bẩn ở dạng hòa tan (có δ < 10-6mm), chúng có thể ở dang ion hay phân tử: hệ 1 pha, dung dịch thật.  Thành phần hóa học:biểu thị các dạng chất bẩn trong nước thải có tính chất hóa học khác nhau, được chia làm 3 nhóm: - Nhóm 1: thành phần vô cơ: cát, sét, xỉ, oxit vô cơ, các ion của muối phân ly… (khoảng 42% đối với nước thải sinh hoạt) - Nhóm 2: thành phần hữu cơ: các chất có nguồn gốc từ động thực vật, cặn bã bài tiết… (khoảng 58%) Các chất chứa Nitơ: urê, protein, amin, axit amin Các hợp chất nhón Hidrocacbon: mỡ, xà phòng, celllulose… Các hợp chất có chứa Phospho, lưu huỳnh - Nhóm 3: thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn… 2.1.2. Tính chất đặc trưng Nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi: các cặn hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5, COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, Phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, Coliform,…) SVTH: PHẠM HÀ BẮC 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm Bảng 2.1: Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu ô nhiễm Hệ số tải lượng (g/người.ngàyđêm) Chất rắn lơ lửng 50-145 Amoni (N-NH4) 2,4-4,8 BOD5 45-54 Nitrat 6-12 Tổng phospho 0,8-4,0 COD 72-102 Dầu mỡ 10-30 (Nguồn: Rapid Environmental Assessment WHO -1992) Từ đó lấy theo “bảng 2.1 TCXDVN 33-2006 ”, tiêu chuẩn cấp nước tính theo đầu người ở thành pbể thị xã vừa và nhỏ là 250 lít/người.ngđ và tính toán cho 600 người theo “Tính toán thiết kế công trình xử lí nước thải đô thị và công nghiệp – Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân” ta có các thông số đặc trưng nước thải sinh hoạt khu chung cư Phú Hòa như sau: Bảng 2.2 : Tính chất đặc trưng nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa Chỉ tiêu ô nhiễm Nồng độ ô nhiễm (mg/l) Chất rắn lơ lửng 180-200 Amoni (N-NH4) 20-30 BOD5 200-220 Nitrat 5-7 Tổng phospho 4-6 COD 280-320 Dầu mỡ 10 2.1.3 Tác động môi trường bởi nước thải sinh hoạt Tác hại đến môi trường của nước thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra. SVTH: PHẠM HÀ BẮC 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm  COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân huỷ yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4,..làm cho nước có mùi hôi thúi và làm giảm pH của môi trường.  SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.  Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…  N, P: đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hoá.  Màu: mất mỹ quan.  Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt. 2.2. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Các loại nước thải đều chứa tạp chất gây ô nhiễm khác nhau, từ các loại chất rắn không tan đến những loại chất khó tan hoặc tan được trong nước, xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nước và tái sử dụng hoặc thải vào nguồn. Để đạt được những mục đích đó, chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp. Thường có các phương pháp xử lý sau: - Xử lý bằng phương pháp cơ học - Xử lý bằng phương pháp hóa lý - Xử lý bằng phương pháp hóa học - Xử lý bằng phương pháp sinh học 2.2.1 Phương pháp cơ học Xử lý cơ học nhằm mục đích: tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn như: sỏi, cát, mảnh kinh loại, thủy tinh, các tạp chất nổi,… và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải SVTH: PHẠM HÀ BẮC 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình xử lý hóa lý và xử lý sinh học. 2.2.1.1 Song chắn rác, lưới chắn rác Nước thải dẫn váo hệ tbểng xử lý trước hết phải đi qua song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác. Tại đây các thành phần rác có kích thước lớn như: vỏ hộp, bao nylon, đá cuội… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trong nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ tbểng xử lý nước thải. 2.2.1.2 Bể lắng cát Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, đá cuội hoặc các tạp chất vô cơ khác có kích thước từ 0.2 ÷ 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống và ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát thường có 3 loại: lắng cát ngang, lắng cát thổi khí, lắng cát tiếp tuyến. Ngoài ra còn có bể lắng cát đứng nhưng không thông dụng. Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi cát và cát khô thường được sử dụng lại cho mục đích xây dựng. 2.2.1.3 Bể lắng Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riệng của nước, cặn hình thành trong quá trình keo tụ tạo thành bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng radian. 2.2.1.4 Bể điều hòa Bể điều hòa có nhiệm vụ duy trì dòng thải và nồng độ vào các công trình xử lý, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra, đồng thời nâng cao hiệu suất của quá trình xử lý sinh học. 2.2.1.5 Bể lọc Bể lọc được xây dựng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc trước khi sử dụng trong xử lý nước SVTH: PHẠM HÀ BẮC 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm thải thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau khi xử lý đòi hỏi có chất lượng cao: Để tăng hiệu suất công tác của công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp thoáng gió sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 ÷ 45% theo BOD. 2.2.2 Phương pháp hóa lý 2.2.2.1. Keo tụ Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng đến biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và liên kết các hạt lơ lửng trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng. Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích hợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa và nước dưới dạng dung dịch hòa tan. 2.2.2.2. Tuyển nổi Bể tuyển nổi dùng để tách các tạp chất (ở dạng lắng hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi nước. Ngoài ra còn dùng để tách các hợp chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt và gọi là bể tách bọt hay làm đặc bọt. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sụt các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn, khi kbểi lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn kbểi lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tùy theo phương thức cấp khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau: - Tuyển nổi bằng phân tán khí (Dispersed Air Flotation) - Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) - Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved air Flotation) SVTH: PHẠM HÀ BẮC 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm 2.2.2.3. Hấp phụ Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như khi nồng độ của chúng không cao và không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc. Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao 80 ÷ 95% có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải đồng thời có khả năng thu hồi các chất này. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc 2 pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi qua từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch được cân bằng. Các chất hấp phụ thường được sử dụng: than hoạt tính, tro, xỉ, mạt cưa, silicegen, keo nhôm. 2.2.2.4. Trao đổi ion Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như: Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn,… cũng như các hợp chất của Asen, Phospho, Cyanua, chất phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt được mức độ làm sạch cho nên được dùng nhiều trong việc tách muối trong xử lý nước thải. 2.2.3. Các phương pháp hóa học 2.2.3.1. Phương pháp trung hòa Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp nhằm tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và xử lý sinh học. Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước thải có tính axit, axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẽ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ. 2.2.3.2. Phương pháp oxy hóa – khử Phương pháp này dùng để khử trùng nước thải hoặc chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hay một nguyên tố hòa tan sang thể khí. Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, SVTH: PHẠM HÀ BẮC 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm permanganat kali, bicromat kali, peoxyhyro (H2O2), ôxy của không khí, ôzon, pyroluzit (MnO2),…. Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những phương pháp khác. Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen. 2.2.3.3. Kết tủa hóa học Kết tủa hóa học thường dùng để loại trừ các kim loại nặng trong nước. Phương pháp kết tủa hóa học thường được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa với soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng Hydroxide hay Carbonate. 2.2.3.4. Phương pháp khử trùng nước thải Nước thải sau khi xử lý bẳng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 105 ÷ 106 vi khuẩn trong 1ml. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vì loài vi khuẩn gây bệnh nào trong nước thải ra nguồn nước cấp, hồ bơi, hồ nuôi cá,… thì khả năng lan truyền bệnh sẽ rất cao. Do đó phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi ra nguồn tiếp nhận. Các biện pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay: - Dung Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo. - Dùng HypoCloride – Canxi dạng bột (Ca(ClO)2) hòa tan trong thùng dung dịch 3 ÷ 5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc. - Dùng Hypocloride – Natri, nước zaven NaClO. - Dùng ozon, ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo ozon đặt trong nhà máy xử lý nước thải, ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hòa tan và tiếp xúc. - Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản ra. Đèn tia cực tím đặt ngập trong mương có nước thải chảy qua. Từ trước đến nay, khi khử trùng nước thải hay dùng Clo hơi và các hóa chất của Clo vì Clo là hóa chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn trong thị SVTH: PHẠM HÀ BẮC 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả khử trùng cao. Nhưng những năm gần đây các nhà khoa học đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng Clo để khử trùng nước thải vì: - Lượng Clo dư 0.5mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an toàn và ổn định cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các vi sinh vật nước có ích khác. - Clo kết hợp với Hydrocarbon tạo thành hợp chất có hại cho môi trường sống. 2.2.4 Phương pháp sinh học Phương pháp sinh học thường được sử dung để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ: H2S, sulfide, amonia,… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên và nhân tạo. Trong các quá trình xử lý nhân tạo người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu xuất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên. 2.2.4.1. Phương pháp sinh học nhân tạo 2.2.4.1.1 Quá trình kỵ khí A. Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn. Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hay bể tuyển nổi để tách riêng phần bùn và nước. Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật thường khá chậm. B. Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB) Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất thế giới do: - Cả 3 quá trình phân hủy, lắng bùn, tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình. - Tạo thành các loại hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính dạng lơ lửng. SVTH: PHẠM HÀ BẮC 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm - Ít tiêu tốn năng lương vận hành. - Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn và lượng bùn sinh ra dễ tách nước. - Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng. - Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí mêtan. C. Bể lọc kỵ khí Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải. Nước thải được dẫn váo bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu mà trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển. Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật tiếp xúc mà không bị rữa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày). 2.2.4.1.2 Quá trình hiếu khí A. Bể Aerotank thông thường Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug – flow) khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng. Trong bể này nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn được đưa vào đầu bể. Ở chế độ dòng chảy nút bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể Nöôùc chöa xöû lyù Beå aerotank Beå laén g 1 N öôùc thaûi sau xöû lyù Beå laén g 2 Buøn thaûi Buøn tuaàn hoaøn B uøn Hình 2.1: Bể Aerotank thông thường B. Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể. Đòi hỏi hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng. Bể này có ưu điểm chịu được quá tải rất tốt. SVTH: PHẠM HÀ BẮC 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths.VÕ HỒNG THI Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt chung cư Phú Hòa, phường Phú Hòa, thị xã Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương với công suất 150m3/ngày đêm M a ùy t h o åi k h í B e å l a én g N ö ô ùc t h a ûi t r ö ô ùc x ö û l y ù N ö ô ùc t h a ûi s a u x ö û ly ù B e å l a én g B u ø n t u a àn h o a øn B u ø n th a ûi Hình 2.2: Bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn C. Mương oxy hóa Mương oxy hóa là mương dẫn dạng vòng tròn có sục khí để tạo dòng chảy trong mương, có thể tích đủ để xáo trộn bùn hoạt tính. Vận tốc dòng chảy trong mương thường được thiết kế 3m/s để tránh cặn lắng. Mương oxy hóa có thể kết hợp với quá trình xử lý Nitơ. D. Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Nước thải được phân bố đều trên bề mặt lớp vật liệu bằng hệ tbểng quay hoặc vòi phun. Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp thu và phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải. Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy nghi; nấm, tảo, ốc, động vật nguyên sinh,… trong đó vi khuẩn tùy nghi chiếm ưu thế. Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0.1 ÷ 0.2mm) là loại vi sinh vật hiếu khí. Khi vi sinh vật phát triển, chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh vật lớp ngoài tiêu thụ hết oxy khuếch tán trước khi oxy thấm vào bên trong. Vì vậy gần sát bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành. Khi lớp màng dầy, chất hữu cơ chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở bên ngoài, vi sinh sống gần bề mặt giá thể thiếu nguồn cơ chất, chất dinh dưỡng dẫn đến tình trạng phân hủy nội bào và mất đi khả năng bám dính. Nước thải sau xử lý được thu qua hệ tbểng thu nước đặt bên dưới. Hệ tbểng thu nước này có cấu trúc rổ để tạo điều kiện cho không khí lưu thông SVTH: PHẠM HÀ BẮC 20