I.KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1.Các định nghĩa về nước thải

1.1 Nước thải (Wastewater)

 Là chất thải dạng lỏng được sinh ra từ quá trình sinh hoạt của

con người và sản xuất công nghiệp.

1.2  Nước thải chưa xử lý (Untreated wastewater)

 Là nước tích lũy các chất độc hại do con người và vi sinh vật

1.3 Xử lý nước thải (Wastewater treatment)

 Là quá trình loại bỏ chất ô nhiễm hoặc chất gây ô nhiễm ra khỏi nguồn NƯỚC. (bằng phương pháp cơ học, hóa học, sinh học, tự nhiên)

2.Các thành phần chính trong nước thải

2.1  Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD: Biochemical oxygen demand)

Là lượng oxy cần thiết để cung cấp cho vi sinh vật để oxy hóa các chất hữu cơ trong NƯỚC. Đơn vị: mg/l

BOD20: Để oxy hóa các chất hữu cơ trong NƯỚC thông thường phải mất khoảng 20 ngày ở nhiệt độ 20oC.

BOD5: Thời gian để Oxy hóa các chất hữu cơ trong 5 ngày (đây chính là thông số để thiết kế hệ thống xử lý NƯỚC thải (XLNT).

2.2  Nhu cầu oxy hóa học (COD) Chemical oxygen demand

Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong NƯỚC bao gồm cả  vô cơ và hữu cơ. Đơn vị: mg/l

Như vậy COD>BOD5

Đối với NƯỚC thải sinh hoạt: COD/BOD5 = (1.4-1.6)

Là nồng độ oxy hòa tan trong NƯỚC (0.4-0.8 mg/l) Thông số này quan trọng khi vận   hành hệ thống XLNT

Là tổng chất rắn lơ lửng có trong nước

2.3 Ngoài ra nhiệt độ, pH, Tổng N, Tổng P, Coliform và các kim loại nặng.

3. Các tiêu chuẩn môi trường về chất lượng nước

-Nước thải công nghiệp: QCVN 40:2011/BTNMT

-Chất lượng NƯỚC mặt: QCVN 08:2015/BTNMT

-Nước thải sinh hoạt: QCVN 14:2008/BTNMT

-Chất lượng nước ngầm: QCVN 09:2008/BTNMT

Ngoài ra còn các tiêu chuẩn cho các nghành riêng như :nước thải bệnh viện, cao su, thủy sản, giấy và bột, dệt nhuộm,…

4.Yêu cầu chất lượng nước trước thải ra môi trường tiếp nhận (
Đầu ra)

4.1 Đối với nhà máy trong khu công nghiệp

Căn cứ: Căn cứ vào cam kết bảo vệ môi trường, ĐTM (EIE), DCM của doanh nghiệp

Thông thường:

Trường hợp 1: Khu công nghiệp đã có trạm xử lý NƯỚC thải tập trung. Trường hợp này ban quản lý sẽ yêu cầu chất lượng NƯỚC là cột     B hoặc C theo QCVN hiện hành.

Trường hợp 2: Khu công nghiệp không có trạm XLNT tập trung: Ban quản lý sẽ yêu cầu chất lượng NƯỚC đầu ra cột A theo QCVN hiện hành

4.2 Đối với các nghành nghề khác

Căn cứ: Căn cứ vào cam kết bảo vệ môi trường, ĐTM (EIE) của doanh nghiệp

5. Dữ liệu thu nhập, khảo sát để thiết kế hệ thống XLNT

5.1 Mặt bằng, hệ thống thu gom nước, địa chất

Thông tin về mặt bằng sẽ giúp người thiết kế bố trị được vị trí các bể hợp lý, phù hợp với cảnh quan và nâng chất lượng của hệ thống5.2 Công suất nước thải

Trường hợp 1: Lấy dữ liệu từ doanh nghiệp về công suất của nhà máy ( hoặc căn cứ vào cam kết BVMT hoặc ĐTM)

Cách tính Trường hợp các hộ thoát nước sử dụng nước sạch từ hệ thống cấp nước tập trung, khối lượng nước thải được tính bằng 100% khối lượng nước sạch tiêu thụ theo hóa đơn tiền nước ( với nước thải sinh hoạt) và 80% đối với nước thải công  nghiệp;

Trường hợp 2: Thu thập dữ liệu về công nhân, nghành nghề, công suất sản phẩn, các nguồn xả thải,… Dựa vào tiêu chuẩn xây dựng để tính toán ra lưu lượng nước.5.3 Tính chất nước thảiCần biết được nghành nghề sản xuất của doanh nghiệp.

5.4  Thông số ô nhiễm của nước

– Nước thải cần được lấy mẫu để phân tích chất lượng NƯỚC. Nhƣng thông số này sẽ

dùng để thiết kế hệ thống XLNT.

– Các thông số cơ bản đối với NƯỚC thải sinh hoạt: COD, BOD5, TKN, TP, TSS

– Các thống số cơ bản đối với NƯỚC thải công nghiệp: COD, BOD5, TKN, TP, TSS, Kim loại nặng.

– Tuy nhiên dựa vào kinh nghiệm mà có thể nhận định ban đầu về chất lượng NƯỚC:

– Nước thải sinh hoạt: thành phần ô nhiễm chủ yếu : TSS, BOD, COD, TKN, TP, coliform, dầu mỡ

– Nước thải công nghiệp: chủ yếu TSS, COD, kim loại nặng, độ màu,..

5.5 Yêu cầu chất lượng nước đầu ra

Căn cứ: Căn cứ vào cam kết bảo vệ môi trường, ĐTM (EIE) của doanh nghiệp

II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Tùy vào tính chất nước thải, nghành nghề và yêu cầu đầu ra mà người thiết kế đưa ra những công nghệ phù hợp. Tuy nhiên các công nghệ sẽ trải qua các bước sau:

1.Tổng quan về công nghiệp xử lý nước thải

Phương pháp	Công trình/thiết bị	Mục đích
Cơ học	Song chắn rác (tinh, thô)	Loại bỏ rác, tạp chất, dầu mỡ và cặn lơ lửng, tránh làm tắc đƣờng ống, hỏng bơm
	Bể tách dầu mỡ
	Lắng trọng lực
Phương pháp sinh học	Bể Aeroten	Loại bỏ các chất hữu cơ dạng hòa tan, lơ lửng    12/7/2018
	Mương oxy hóa
	Hồ sinh học
	Cánh đồng lọc, tưới

 

Phương pháp	Công trình/thiết bị	Mục đích
Khử trùng	Bể khử trùng (javen, clo nén)	Loại bỏ rác, tạp chất, dầu mỡ và cặn lơ lửng, tránh làm tắc đƣờng ống, hỏng bơm
	Khử trùng bằng tia UV
	Bể tiếp xúc
Xử lý bùn	Bể nén bùn	Tăng hàm lượng chất rắn cho bùn nhằm giảm thể tích bùn thải.
	Bể ổn định bùn yếm khí
	Sân phơi bùn
	Máy ép bùn
Xử lý mùi	Phóng không	Loại bỏ mùi khó chịu gây ônhiễm không khí xung quanh
	Hấp thụ bằng vật liệu

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạtXỬ LÝ CƠ HỌC

Dùng cơ học để loại bỏ những chất ô nhiễm hoặc tác nhân gây ô nhiễm ra khỏi nguồn nước

1.1   Song chắn rác tinh/thô1.2   Bẫy tách dầu mỡ/ Ngăn tách dầu mỡ

Nguyên lý: Bẫy tách dầu mỡ được thiết kế thông đáy, trọng lượng riêng của mỡ nhẹ hơn sẽ nổi lên trên và sẽ được tách ra khỏi nước thải.1.3   Bể lắng trọng lực

Nguyên lý: những hạt cặn có đƣờng kính lớn hơn 0,2mm và có trọng lượng riêng nặng hơn nước sẽ lắng xuống đáy. Các hạt cặn này sẽ được thu gom lại bằng cần gạt và được loại bỏ (bằng cách bơm hoặc xả ra).

2.Phương pháp xử lý lấy mẫu

2.1 Mẫu nước thải

Lấy mẫu tự động ( vị trí, tần xuất)

• Lấy mẫu thụ động

– Lấy mẫu thụ động Vị trí:

• Đầu vào hệ thống xử lý NƯỚC thải
• Đầu ra hệ thống xử lý NƯỚC thải

• Mẫu NƯỚC mặt, chất thải rắn, bùn trầm tích,…

2.2   Dụng cụ lấy mẫu

• Bình thủy tính tối màu tốt cho việc lấy mẫu phân tích các chất hữu cơ, vi sinh
• Thông thường dung chai lọ nhựa, đã tuyệt trùng.
• Dùng các dụng cụ khác để lấy mẫu nhƣ xô, gáo, chậu sạch,…
• Các công cụ bảo hộ cá nhân: gang tay, ủng, khẩu trang phòng độc,….

2.3   Cách lấy mẫu

Bước 1: Xác định vị trí lấy mẫu

Bước 2: Dùng các công cụ hỗ trợ để lấy mẫu

Bước 3: Tráng chai, lọ chứa mẫu bằng mẫu NƯỚC từ 3-5 lần rồi mới chứa mẫu vào chai, lọ

Lưu ý: đối với mẫu dầu mỡ thì không lấy đầy chai lọ. Đối với BOD thì lấy đầy chai lọ.

Bước 4: Bảo quản mẫu

3.Phương pháp bảo quản mẫu

Lý do cần bảo quản mẫu:

Các loại nước, đặc biệt là nước ngọt, nước thải và nước dưới đất dễ bị biến đổi do những phản ứng vậy lý, hóa học hoặc sinh học xảy ra giữa thời gian lấy mẫu và bắt đầu phân tích. Bản chất và tốc độ các phản ứng đó thường làm cho nồng độ cần xác định có thể khác biệt với nồng độ vốn có ở thời điểm lấy mẫu nếu không có các phòng ngừa trong quá trình lấy mẫu, vận chuyển và lưu giữ mẫu.

Những cách bảo quản

– Tham khảo chi tiết: TCVN 6663-3 : 2008 (HƯỚNG DẪN BẢO QUẢN VÀ XỬ LÝ MẪU)

• Bảo quản lạnh từ 1-5oC
• Thêm hóa chất (đối với COD them axit H2SO4; với kim loại HNO3)

Dùng tác nhân hóa học- vật lý để loại bỏ những chất ô nhiễm hoặc tác nhân gây ô nhiễm ra khỏi nguồn NƯỚC.

3.1 Phương pháp trung hòa

Các cách để trung hòa:

• Trộn nước thải với axit hoặc kiềm
• Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

Nước thải khi trung hòa có pH =(6.5-7.5) đây là dải pH thích hợp cho vi sinh vật

phát triển.

Nguyên tắc điều chỉnh 6.5 < pH< 7.5 Sensor đo pH < 6.5 -> bơm kiềm chạy Sensor đo pH > 7.5 -> bơm axit chạy

Dùng tác nhân hóa học- vật lý để loại bỏ những chất ô nhiễm hoặc tác nhân gây ô nhiễm ra khỏi nguồn nước.

3.2 Phương pháp keo tụ-tạo bông

-Keo tụ: trong nướcthải tồn tại các hạt chủ yếu mang điện tích âm (-).

Khi cho chất keo tụ mang điện tích dương (+) sẽ phá vỡ tính ổn định của hạt keo. Các hạt sẽ kết hợp với nhau  tạo thành tập hợp hạt có kích thước lớn hơn và có  thể lắng xuống

-Tạo bông: Bổ sung nhƣng hợp chất cao phân tử, có kích thước phân tử   ccồng kềnh đóng vai trò nhƣ cầu nối các hạt lại và tạo thành bông lắng xuống.

Dùng tác nhân hóa học- vật lý để loại bỏ những chất ô nhiễm hoặc tác nhân gây ô nhiễm ra khỏi nguồn nước.4. Xử lý nước thải theo phương pháp sinh học (Active sludge) 

4.1. Bể Aeroten ( hiếu khí, oxic) Nguyên lý:

Ưu điểm: thiết kế vận hành đơn giản, hiệu quả xử lý BOD cao Nhược điểm: Chưa xử lý hiệu quả Nito và P

Chất hữu cơ + O2 + Chất dinh dƣỡng + vi khuẩn hiếu khí -> CO2 + H2O + NH3 + C5H7NO2 (vi khuẩn mới) + Năng lượng và vi khuẩn Nitrosomonas: NH4+ + O2 -> NO-2 + H+ + H2O Vi khuẩn Nitrobacter: NO2- + O2 -> NO3- + H+ + H2O

4.2. Mương oxy hóa ( Oxidation dich)

Nguyên lý xử lý nước thải giống như bể aeroten tuy nhiên có thêm quá trình Denitrification: C10H19O3N + NO3- -> N2 + CO2 + NH3 + H+

Ưu điểm: Xử lý nito, P, chất hữu cơ Nhược điểm: Tốn diện tích xây dựng

4.3. Hồ sinh học Nguyên tắc xử lý:

Vi sinh vật sử dụng oxi từ rêu tảo trong hóa trình quang hợp và từ không khí để oxi hóa các chất hữu cơ; rong, tảo sẽ tiêu thụ CO2, photphat, nitrat amoni sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ của vi sinh vật Bao gồm: – Hồ sinh học kỵ khí – Hồ sinh học tùy tiện – Hồ sinh học hiếu khí
Ưu điểm: Tiết kiệm, xử lý tốt các chất ô nhiễm, N, P

Nhược điểm: Khó kiểm soát vận hành. Tốn diện tích xây dựng. Quá trình xử lý phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài.

5. Cánh đồng tưới

Ưu điểm : Tiết kiệm, xử lý tốt các chất ô nhiễm hữu cơ, N, P, TSS

Nhược điểm: Khó kiểm soát vận hành. Tốn diện tích.