Tài liệu Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại champa island resort và spa khu chung cư và căn hộ 1 công suất 350m3 ngày.đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƢỜNG ----------------0o0-------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHAMPA ISLAND RESORT & SPA KHU CHUNG CƢ VÀ CĂN HỘ 1 CÔNG SUẤT 350 M3/NGÀY.ĐÊM Giảng viên hƣớng dẫn : ThS. LÊ NHẬT THÀNH Sinh viên thực hiện : LÊ TIẾN ĐẠT Mã số sinh viên : 54130021 Khánh Hòa, tháng 6 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƢỜNG ----------------0o0-------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHAMPA ISLAND RESORT & SPA KHU CHUNG CƢ VÀ CĂN HỘ 1 CÔNG SUẤT 350 M3/NGÀY.ĐÊM Giảng viên hƣớng dẫn : ThS. LÊ NHẬT THÀNH Sinh viên thực hiện : LÊ TIẾN ĐẠT Mã số sinh viên : 54130021 Khánh Hòa, tháng 6 năm 2016 i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Xác định được thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1. Tính toán thiết kế được hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với tính chất nước thải của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1. ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian 12 tuần thực hiện đồ án tốt nghiệp, ngoài sự cố gắng và năng lực của bản thân em còn có sự giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè. Để có được kết quả như ngày hôm nay, trước hết em xin chân thành cảm ơn gia đình, là nơi đã động viên, lo lắng cho em trong suốt thời gian qua. Em xin cám ơn quý thầy cô Trường Đại học Nha Trang, đặc biệt là các thầy cô công tác tại bộ môn Công nghệ kỹ thuật Môi trường, Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường đã tận tình giảng dạy chúng em trong suốt 4 năm vừa qua. Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của em với đề tài : “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cƣ và Căn Hộ 1 công suất 350 m3/ngày.đêm”, em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Nhật Thành bộ môn Công nghệ kỹ thuật Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường – Trường Đại học Nha Trang, cùng với sự chỉ bảo của anh Huỳnh Trung Khánh – PGĐ Công ty TNHH Sixei Nha Trang, cùng với sự giúp đỡ và tạo điều kiện của ban quản lý và các anh chị tập thể trong công ty, em mới có thể thực hiện và hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp trong thời gian được giao. Em xin cám ơn các bạn trong lớp 54CNMT đã giúp đỡ em trao đổi kiến thức và các anh chị khóa trên đã truyền đạt cho em rất nhiều kinh nghiệm bổ ích về chuyên môn. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn gia đình, quý thầy cô cùng các bạn, và các anh chị đã giúp đỡ em thực hiện đề tài này. Em kính chúc quý thầy cô, các bạn và các anh chị luôn mạnh khỏe và công tác tốt. Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày 30 tháng 6 năm 2016. Sinh viên thực hiện Lê Tiến Đạt iii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN ........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................v DANH MỤC BẢNG .....................................................................................................vi DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... vii MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................3 1.1. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT ................................................3 1.1.1. Định nghĩa nước thải sinh hoạt .......................................................................3 1.1.2. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt ...........................................3 1.1.3. Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường .........................................4 1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT ..........................4 1.2.1. Phương pháp cơ học .......................................................................................4 1.2.2. Phương pháp sinh học.....................................................................................7 1.2.3. Khử trùng nước thải ........................................................................................9 1.3. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT .......................9 1.3.1. Khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay ............................................9 1.3.2. Khách sạn Galina Thành phố Nha Trang .....................................................10 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................13 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ..........................................................................13 2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT ....................13 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................15 2.3.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu ...................................................15 2.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa ........................................................15 2.3.3. Phương pháp đối chiếu, so sánh ...................................................................15 2.3.4. Phương pháp trao đổi ý kiến ........................................................................15 2.3.5. Phương pháp tính toán các công trình xử lý nước thải và thể hiện các công trình trên bản vẽ kỹ thuật ........................................................................................15 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ KẾT QUẢ ............................................................... 16 iv 3.1. TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO ..........................................................16 3.2. TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI ĐẦU RA ............................................................. 16 3.3. PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT .................................................................................17 3.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CHO PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT ...........................................................................................................21 3.4.1. Xác định lưu lượng nước thải .......................................................................21 3.4.2. Xác định mức độ xử lý cần thiết ...................................................................22 3.4.3. Bể tách dầu mỡ ............................................................................................. 23 3.4.4. Giỏ tách rác ...................................................................................................24 3.4.5. Bể điều hòa ...................................................................................................25 3.4.6. Bể thiếu khí(Anoxic) ....................................................................................30 3.4.7. Bể hiếu khí(Aerotank) ..................................................................................34 3.4.8. Bể lắng sinh học............................................................................................ 44 3.4.9. Bể trung gian .................................................................................................48 3.4.10. Bồn lọc áp lực ............................................................................................. 49 3.4.11. Bể khử trùng ............................................................................................... 52 3.4.12. Bể chứa bùn ................................................................................................ 54 3.5. KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI ....................................58 3.5.1. Dự toán chi phí ............................................................................................. 58 3.5.2. Chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải ..................................................................64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................67 1. KẾT LUẬN ...........................................................................................................67 2. KIẾN NGHỊ ..........................................................................................................67 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................69 PHỤ LỤC .....................................................................................................................70 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa; mg/l COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học; mg/l DO: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan; mg/l F/M: Food/Micro – organism – Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong môi trường H: giờ MLSS: Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng; mg/l MLVSS: Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng; mg/l Ng.đ: Ngày đêm NXB: Nhà xuất bản PVC: polyvinylclorua QCVN: Quy chuẩn Việt Nam S: Giây SS: Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng; mg/l STT: Số thứ tự TN: Total Nitrogen – Tổng nitơ; mg/l TP: Total phosphorus – Tổng photpho; mg/l VSS: Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi; mg/l vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Tải lượng và nồng độ các chất bẩn có trong nước thải sinh hoạt ..................3 Bảng 1.2. Tính chất nước thải khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay .............9 Bảng 1.3. Tính chất nước thải sinh hoạt khách sạn Galina thành phố Nha Trang ........11 Bảng 3.1. Thành phần, tính chất nước thải đầu vào của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1..........................................................................................16 Bảng 3.2. Chất lượng nước thải đầu ra sau xử lý đạt QCVN 14:2008, CỘT A ............16 Bảng 3.3. Dự tính hiệu quả xử lý qua các công trình đơn vị theo phương án đề xuất[2, tr74] ............................................................................................................................... 19 Bảng 3.4. Giới thiệu hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài và công trình[3, tr99] .............................................21 Bảng 3.5. Thông số thiết kế của bể tách dầu mỡ ...........................................................24 Bảng 3.6. Thông số thiết kế của bể điều hòa .................................................................29 Bảng 3.7. Thông số thiết kế của bể thiếu khí(Anoxic) ..................................................34 Bảng 3.8. Thông số thiếu kế của bể hiếu khí(Aerotank) ...............................................43 Bảng 3.9. Thông số thiết kế của bể lắng sinh học .........................................................47 Bảng 3.10. Thông số thiết kế của bể trung gian ............................................................ 48 Bảng 3.11. Kích thước vật liệu lọc ................................................................................49 Bảng 3.12. Thông số thiết kế của bồn lọc áp lực ..........................................................51 Bảng 3.13. Thông số thiết kế của bể khử trùng ............................................................. 54 Bảng 3.14. Thông số thiết kế của bể chứa bùn .............................................................. 55 Bảng 3.15. Bảng khai toán chi phí xây dựng ................................................................ 58 Bảng 3.16. Bảng khai toán chi phí thiết bị, vật tư, nhân công và chi phí thực hiện......58 Bảng 3.17. Điện năng tiêu thụ của máy móc, thiết bị ...................................................65 Bảng 3.18. Dự toán chi phí nhân công ..........................................................................65 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay................................................................................................ 10 Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của khách sạn Galina thành phố Nha Trang .....................................................................................................11 Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ phương án đề xuất ............................................................. 17 Hình 3.2. Vật liệu làm giỏ tách rác ................................................................................25 Hình 3.3. Sơ đồ mô tả quá trình sinh hóa khử nitơ trong nước thải .............................. 30 Hình 3.4. Sơ đồ bể hiếu khí(Aerotank) đặt trước bể thiếu khí(Anoxic)........................31 Hình 3.5. Sơ đồ bể thiếu khí(Anoxic) được đặt trước bể hiếu khí(Aerotank) ..............31 Hình 3.6. Bơm tuần hoàn về bể thiếu khí(Anoxic) .......................................................33 Hình 3.7. Thiết bị khuấy trộn bể thiếu khí(Anoxic) ......................................................33 Hình 3.8. Sơ đồ làm việc của bể hiếu khí(Aerotank) ....................................................35 Hình 3.9. Máy thổi khí Longtech LT-100 .....................................................................42 Hình 3.10. Đĩa thổi khí dùng trong bể điều hòa và bể hiếu khí ....................................43 Hình 3.11. Sơ đồ làm việc của bể lắng sinh học ...........................................................44 Hình 3.12. Bơm trục ngang dùng cho bồn lọc áp lực....................................................51 Hình 3.13. Bơm định lượng dùng cho bể khử trùng .....................................................54 Hình 3.14. Hiệu quả xử lý BOD5 ..................................................................................56 Hình 3.15. Hiệu quả xử lý SS ........................................................................................56 Hình 3.16. Hiệu quả xử lý Nitơ tổng .............................................................................57 Hình 3.17. Hiệu quả xử lý Photpho tổng .......................................................................57 1 MỞ ĐẦU 1. GIỚI THIỆU Việt Nam đang chuyển mình hòa nhập vào nền kinh tế thế giới. Trong vài năm trở lại đây quá trình Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đã góp phần thúc đẩy nền kinh tế Việt Nam phát triển. Bên cạnh đó xã hội Việt Nam cũng có những thay đổi đáng kể, đời sống nhân dân được nâng cao, chất lượng cuộc sống ngày càng tốt hơn. Khi nền kinh tế của nước ta có những bước phát triển mạnh mẽ và vững chắc, đời sống người dân ngày càng nâng cao thì vấn đề môi trường và các điều kiện vệ sinh môi trường lại trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Hiện nay, khu du lịch – nghỉ dưỡng Champa Island thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa đã và đang góp phần vào sự phát triển chung của ngành du lịch – dịch vụ nước ta, nhưng bên cạnh đó những ảnh hưởng của lượng nước thải sinh hoạt của nhân viên và cư dân trong các căn hộ là vấn đề được nhiều người quan tâm. Nếu không có các biện pháp xử lý phù hợp lượng nước thải nói trên thì khi chúng được thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh khu du lịch làm ảnh hưởng xấu đến môi trường. Trước tình hình đó, việc thiết kế xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1 là hết sức cần thiết nhằm đạt tới sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường một cách thiết thực nhất. Chính vì lẽ đó mà em lựa chọn đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cƣ và Căn Hộ 1 công suất 350 m3/ngày.đêm”. 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Xác định được thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1. Tính toán thiết kế được hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với tính chất nước thải của Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1. 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI Tổng quan về thành phần, tính chất và đặc trưng của nước thải sinh hoạt. Xây dựng phương án công nghệ xử lý nước thải cho Champa Island Resort & Spa đảm bảo nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A). Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải theo phương án đề xuất. 4. PHẠM VI THỰC HIỆN 2 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Champa Island Resort & Spa Khu Chung Cư và Căn Hộ 1. Thời gian thực hiện: 15/3/2015 đến 19/6/2015. 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Champa Island Resort & Spa thành phố Nha Trang tỉnh Khánh Hòa. Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn. Giúp các nhà quản lý môi trường làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn. Hạn chế việc xả thải bừa bãi làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước. 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.1.1. Định nghĩa nƣớc thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt là nước thải được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… Chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, sân bay, và các công trình công cộng khác. 1.1.2. Thành phần và tính chất của nƣớc thải sinh hoạt Thông thường, nước thải sinh hoạt của hộ gia đình chia làm hai loại chính: - Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh, nước này chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, nitơ, photpho, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. - Nước xám là nước phát sinh từ quá trình rửa, tắm giặt, với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt là: bị nhiễm bởi cặn bã hữu cơ (SS), chất hữu cơ hòa tan (BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (nitơ, photpho), các vi khuẩn gây bệnh (E.coli, Coliforms). Trong nước thải có nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virut, nấm, rong tảo, trứng giun sán… Trong số các dạng vi sinh vật đó có thể có cả vi trùng gây bệnh, ví dụ: tả lỵ, thương hàn, … có khả năng gây thành dịch bệnh. Về thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ. Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt từ các ngôi nhà hoặc cụm dân cư độc lập được trình bày ở bảng 1.1. Bảng 1.1. Tải lƣợng và nồng độ các chất bẩn có trong nƣớc thải sinh hoạt Tải lƣợng, g/ngƣời.ngày Nồng độ, mg/l 115 – 117 680 – 1000 Các chất rắn dễ bay hơi 65 – 85 380 – 500 Cặn lơ lửng 35 – 50 200 – 290 Cặn lơ lửng dễ bay hơi 25 – 40 150 – 240 115 – 125 680 – 730 Tổng nitơ 6 – 17 35 – 100 Nitơ Amoni 1–3 6 – 18 Thông số Tổng chất rắn BOD5 4 Tổng phosphor 3–5 18 – 29 Photphat (tính theo Phospho) 1–4 6 – 24 Tổng Coliform 1011 - 4.1012 108 - 1010 1.1.3. Tác động của nƣớc thải sinh hoạt đến môi trƣờng Theo Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng xấu đi. Ước tính, hiện chỉ có khoảng 6% lượng nước thải đô thị được xử lý. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và photpho. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng nitơ lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải sẽ bị phú dưỡng hóa. Ngoài ra, một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc biệt là trong phân, đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau, qua tiếp xúc trực tiếp, qua môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật nuôi, côn trùng…), thâm nhập qua cơ thể người qua đường ăn, uống nước, hô hấp… và sau đó có thể gây bệnh. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm chính là virut, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán. Các chất hữu cơ hòa tan (BOD5/COD): diễn ra sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ dẫn đến thiếu hụt oxy hòa tan trong nước (DO), gây ảnh hưởng đến thủy sinh. Nếu thiếu hụt DO trầm trọng sẽ hình thành điều kiện yếm khí, gây mùi hôi. Các chất dinh dưỡng (nitơ, photpho): hàm lượng cao sẽ gây hiện tượng phú dưỡng hóa – các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm. Chất rắn lơ lửng (SS): làm đục nước, mất thẩm mỹ. Vi sinh vật gây bệnh: lan truyền các bệnh trong môi trường nước như: thương hàn, tả lỵ… gây ra những trận dịch, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. 1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.2.1. Phƣơng pháp cơ học 1.2.1.1. 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 lớn như: nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác. 5 Dựa vào khoảng cách giữa các thanh, song chắn được chia thành hai loại:   Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷ 100 mm. Song chắn rác tinh có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷ 25 mm. 1.2.1.2. Lƣới lọc rác Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ. Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1 mm. Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình đĩa. 1.2.1.3. Bể tách dầu mỡ Bể tách dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ. Đối với nước thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc tách dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi. 1.2.1.4. Bể lắng cát Bể lắng cát thường đặt sau song chắn, trước bể điều hòa. Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, mảnh kim loại, tro tán, thanh vụn… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giảm cặn nặng ở công đoạn xử lý tiếp theo. Bể lắng cát gồm 3 loại: bể lắng cát ngang, bể lắng cát đứng và bể lắng cát ly tâm. 1.2.1.5. Bể điều hòa Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải luôn thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước. Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải. Bể điều hòa làm tăng hiệu quả của công trình xử lý sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học. Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức cho các hoạt động của các vi sinh vật. 1.2.1.6. Bể lắng Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải. 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 xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học. 6 Bể lắng được chia thành các loại sau: bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng ly tâm:  Bể lắng ngang Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật trên mặt bằng, có thể được làm bằng các vật liệu khác nhau như: bêtông cốt thép, gạch hoặc bằng đất… tùy thuộc vào kích thước và yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế. Trong bể lắng ngang, dòng chảy theo phương nằm ngang qua bể. Người ta chia dòng chảy và quá trình lắng thành 4 vùng: vùng hoạt động là vùng quan trọng nhất của bể lắng, vùng bùn (vùng lắng đọng) là vùng lắng tập trung, vùng trung gian tại đây nước thải và bùn lẫn lộn với nhau và cuối cùng là vùng an toàn. Ứng với quá trình của dòng chảy trên, bể lắng cũng được chia thành 4 vùng: vùng nước thải vào, vùng lắng hoặc vùng tách, vùng xả nước ra và vùng bùn. Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5 ÷ 4 m, chiều dài bằng (8÷12)H, chiều rộng kênh từ 3 ÷ 6 m. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên 15.000 m3/ngày. Hiệu suất lắng đạt 60%. Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng thường được chọn không lớn hơn 10 cm/s, còn thời gian lưu từ 1 ÷ 3 giờ.  Bể lắng đứng Bể lắng đứng có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp. Nước thải được đưa vào ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s. Nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 ÷ 0,6 m/s. Thời gian lưu lại trong bể từ 45 ÷ 120 phút. Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên, cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới và được xả ra ngoài bằng bơm hay áp lực thủy tĩnh trên 1,5 m. Chiều cao vùng lắng từ 4 ÷ 5 m. Góc nghiêng cạnh bên hình nón không nhỏ hơn 500, đường kính hoặc cạnh có kích thước từ 4 ÷ 9 m. Trong bể lắng các hạt chuyển động cùng với nước từ dưới lên trên với vận tốc W và lắng dưới tác động của trọng lực với vận tốc W1. Do đó các hạt có kích thước khác nhau sẽ chiếm những vị trí khác nhau trong bể lắng. Khi W1 > W, các hạt sẽ lắng nhanh, khi W1 < W, chúng sẽ bị cuốn theo dòng chảy lên trên. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10 ÷ 20%. Bể có diện tích xây dựng nhỏ, dễ xả bùn cặn.  Bể lắng ly tâm Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính 16 ÷ 40 m (có khi tới 60m). Chiều sâu phần nước chảy 1,5 ÷ 5 m, còn tỷ lệ đường kính /chiều sâu từ 6 ÷ 30. Đáy bể có độ dốc i ≥ 0,02 về tâm để thu cặn. Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài. Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn. Thời gian nước thải lưu 7 lại trong bể khoảng 85 ÷ 90 phút. Hiệu suất lắng đạt 60%. Bể lắng ly tâm được ứng dụng cho các trạm xử lý có lưu lượng từ 20.000 m3/ngày trở lên. 1.2.2. Phƣơng pháp sinh học Xử lý sinh học dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của các vi sinh vật. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình phát triển, chúng sử dụng các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản làm tăng sinh khối. Phương pháp này thường áp dụng để xử lý các loại nước thải có hàm lượng ô nhiễm hữu cơ cao. Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý sơ bộ như: song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa… Xử lý sinh học có thể được phân loại dựa trên các cơ sở khác nhau, song nhìn chung có thể chia thành:   Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên. Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo. 1.2.2.1. Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên  Hồ sinh học Hồ sinh học là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hóa, hồ ổn định nước thải,… xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Trong hồ sinh học diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amoni sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60C. Theo bản chất quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh học ra các loại hồ hiếu khí, hồ tùy nghi và hồ kỵ khí:  Hồ hiếu khí Quá trình xử lý nước thải xảy ra trong điều kiện đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo. Độ sâu của hồ hiếu khí không lớn từ 0,5÷1,5m.  Hồ tùy nghi Hồ tùy nghi có độ sâu từ 1,5 ÷ 2,5 m, trong hồ tùy nghi theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: oxy hóa hiếu khí và lên men kỵ khí các chất bẩn hữu cơ. 8 Trong hồ tùy nghi, vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất.  Hồ kỵ khí Hồ kỵ khí có độ sâu trên 3 m, với sự tham gia của rất nhiều vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hóa sinh học để phân hủy và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những hợp chất đơn giản, dễ xử lý. 1.2.2.2. Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo  Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí  Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn. Nguyên tắc làm việc: Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc. Các sinh vật dính bám trên lớp vật liệu lọc tạo thành màng sinh học đóng vai trò chính trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm có trong nước. Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể. Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể. Vật liệu lọc của bể lọc sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá… đường kính trung bình 20 ÷ 30 mm. Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 ÷1,5 m3/m2vật liệu lọc/ngày). Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 ÷ 2 m. Bể lọc nhỏ giọt thường dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1.000 m3/ngày.  Bể lọc sinh học cao tải Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực. Bể có tải trọng 10 ÷ 20 m3 nước thải/m2 bề mặt bể/ ngđ. Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch. Bể được thiết kế cho các trạm dưới 5.000 m3/ng.đ.  Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank Bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD5) và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng 9 xuống đáy ở bể lắng sinh học bằng cách cho tuần hoàn bùn về bể aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể . Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục.  Xử lý sinh học trong điều kiện thiếu khí Bể thiếu khí (Anoxic): cấu tạo bể anoxic nhìn chung giống bể aerotank, tuy nhiên trong bể không cung cấp thêm oxy bên ngoài vào để khử NO3- thành N2 và giảm một phần lượng BOD5 và COD. 1.2.3. Khử trùng nƣớc thải Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối của công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ vi trùng và virut gây bệnh chứa trong nước thải trước khi xả ra nguồn nhận. Để khử trùng nước thải có thể dùng clo và các hợp chất chứa clo. Có thể tiến hành khử trùng bằng ozon, tia hồng ngoại … nhưng cần cân nhắc kĩ về mặt kinh tế. 1.3. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.3.1. Khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay Thông số cơ bản Thông số thiết kế: Tổng lưu lượng nước thải: 200 m3/ng.đ. Lưu lượng trung bình giờ (24h): 8,3 m3/h. Nước thải sau khi xử lý đạt loại B, QCVN 14:2008/BTNMT. Bảng 1.2. Tính chất nƣớc thải khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 BOD5 mg/l 300 2 COD mg/l 400 3 Tổng Dầu Mỡ mg/l 40 4 SS mg/l 250 5 Amoni (tính theo N) mg/l 85 6 Photphat (tính theo P) mg/l 20 7 Coliform MPN/100 ml 107 10 Nước thải sinh hoạt Hố thu gom Song chắn rác Máy thổi khí Bể điều hòa Máy thổi khí Bể Aerotank Nước tách bùn Bùn tuần hoàn Bùn dư Bể lắng Chlorine Bể khử trùng Bể chứa bùn Xe hút bùn Cột B, QCVN 14:2008/BTNMT Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu du lịch và giải trí Nha Trang DiamondBay Ưu điểm:  Chi phí đầu tư thấp.  Công nghệ đơn giản, dễ vận hành. Nhược điểm:  Xử lý nitơ chưa hiệu quả.  Không có công trình thu gom dầu mỡ. 1.3.2. Khách sạn Galina Thành phố Nha Trang Thông số cơ bản Thông số thiết kế: Tổng lưu lượng nước thải: 200 m3/ng.đ. Lưu lượng trung bình giờ (24h): 8,3 m3/h. Nước thải sau khi xử lý đạt loại B, QCVN 14:2008/BTNMT. 11 Bảng 1.3. Tính chất nƣớc thải sinh hoạt khách sạn Galina thành phố Nha Trang STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 BOD5 mg/l 350 2 COD mg/l 500 3 Tổng Dầu Mỡ mg/l 50 4 SS mg/l 250 5 Amoni (tính theo N) mg/l 100 6 Photphat (tính theo P) mg/l 20 7 Coliform MPN/100 ml 107 Nước thải sinh hoạt Hố thu gom Song chắn rác Máy thổi khí Bể điều hòa Bể Anoxic Máy thổi khí Bể sinh học hiếu khí Nước tách bùn Tuần Bùn hoàn tuần lưu hoàn lượng Bể lắng Chlorine Bùn dư Bể chứa bùn Bể khử trùng Xe hút bùn Cột B, QCVN 14:2008/BTNMT Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt của khách sạn Galina thành phố Nha Trang Ưu điểm:  Bể sinh học hiếu khí giá thể dính bám cho vi sinh vật, tăng hiệu quả xử lý nước thải.