Bài giảng Cấp thoát nước - Chương 11: Thành phần tính chất nước thải và các phương pháp xử lý nước thải

Chương 11. Thành phần tính chất nước thải và các phương pháp xử lý nước thải. I. Thành phần, tính chất nước thải Các đặc điểm của nước thải - Đặc trưng vật lý : + Các chất không tan D>10-4 mm (các chất vô cơ, cặn cát) + Các chất tan D<10-6 mm + Các chất dạng keo 10-4< D<10-6 mm + Nhiệt độ của nước thải Ngoài ra còn có các rác nổi trên bể mặt. - Đặc điểm hóa học: + Các chất khoáng vô cơ : Mn, Fe, Ca + Các kim loại nặng + Các chất hữu cơ + pH của nước thải - Đặc điểm vi sinh vật : + Các loại tảo, nấm, vi khuẩn. + Các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn. Các chỉ tiêu phản ánh tính chất nước thải  Hàm lượng cặn lơ lửng (mg/l)  Hàm lượng kim loại nặng  Nhu cầu oxy sinh hóa BOD  Nhu cầu oxy hóa học COD  Các chất dinh dưỡng , các hợp chất nito và phootspho.  Coliform, Ecoli  .v.v. 3. Xác định mức độ cần thiết để làm sạch nước thải Khả năng tự làm sạch của nguồn nước: mỗi nguồn nước đều có khả năng tự làm sạch bởi các vi sinh vật, phù du sinh vật, thủy vật, thực vật nổi Khả năng tự làm sạch phụ thuộc: - Chế độ thủy động lực học : đặc trưng cho khả năng pha loãng, hòa trộn nước thải vào nguồn tiếp nhận. - Gió, nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình hòa tan oxy vào nước, và tốc độ các phản ứng. - Ánh sáng mặt trời, các động thực vật thủy sinh - Đối với nước thải sinh hoạt: QCVN 14:2011/BTNMT - Đối với nước thải công nghiệp: QCVN 40:2011/BTNMT II. Các phương pháp xử lý nước thải Dây chuyền xử lý nước thải 1. Các phương pháp xử lý nước thải: - Phương pháp cơ – lý học - Phương pháp hóa học - Phương pháp sinh học 1. Các phương pháp xử lý nước thải a. Xử lý bằng phương pháp cơ lý học: Sử dụng các quá trình cơ học, vật lý ví dụ: - - Dùng song chắn rác (SCR), lưới chắn rác - Bể lắng cát (v = 0,15-0,3m/s) - Bể lắng (v<10mm/s) - Bể lọc - Bể nén bùn Song chắn rác Bể lắng ly tâm Bể lắng đứng Bể lắng ngang - Sử dụng nhiệt độ, các tía UV, sóng siêu âm tiêu diệt các mầm bệnh. - Các quá trình nghiền, khuấy trộn rác và nước thải. Quá trình phơi, ép, tách nước bùn cặn, đóng bánh bùn cặn 1. Các phương pháp xử lý nước thải b. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học: - Sử dụng phèn, PAC, polime để keo tụ, lắng cặn bẩn trong nước thải. - Sử dụng các hóa chất như Clo, nước javel, ozonđể khử trùng tiêu diệt các mầm bệnh. - Sử dụng vôi, xút để trung hòa nước thải 1. Các phương pháp xử lý nước thải 1. Các phương pháp xử lý nước thải c. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Sử dụng các quá trình sinh học nhờ các vi sinh vật, thực vật, chuỗi thức ăn để xử lý các chất bẩn có trong nước. 1. Các phương pháp xử lý nước thải c1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên + Hồ sinh học + Bãi lọc trồng cây c2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo + Bể lọc sinh học + Bể Aeroten 18 2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI a. Sơ đồ XLNT bằng phương pháp cơ học Nước thải Song chắn rác Bể lắng cát Bể lắng đợt 1 Nguồn Máy nghiền rác Bể ủ bùn Sân phơi bùn Làm khô bùn bằng pp cơ học Sân phơi cát 19 19 2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI b. Sơ đồ XLNT bằng phương pháp sinh học trong đk tự nhiên Nước thải Song chắn rác Bể lắng cát Bể lắng đợt 1 Cánh đồng tưới/lọc Nguồn Máy nghiền rác Bể mêtan Sân phơi bùn Làm khô bùn bằng pp cơ học Sân phơi cát Chuỗi hồ sinh học 20 20 2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI c. Sơ đồ XLNT bằng phương pháp sinh học trong đk nhân tạo Nước thải Song chắn rác Bể lắng cát Bể lắng đợt 1 Cấp khí cưỡng bức Nguồn Máy nghiền rác Bể mêtan Sân phơi bùn Làm khô bùn bằng pp cơ học Sân phơi cát CN Bùn hoạt tính Bể lắng đợt 2 Bể nén bùn Bể tiếp xúc Cl2 21 III. CÁC CÔNG TRÌNH XLNT BẰNG PP CƠ HỌC 1. Song chắn rác Chức năng: Loại bỏ các vật nổi có kích thước lớn, cát, sỏi Tránh tắc nghẽn đường ống, hỏng máy bơm, giảm hiệu quả xử lý các công trình phía sau Vị trí: Đặt trên máng dẫn nước vào NMXLNT Phân loại: Thủ công, cơ giới 22 22 III.CÁC CÔNG TRÌNH XLNT BẰNG PP CƠ HỌC 2. Bể lắng cát Chức năng: Loại bỏ cặn thô, nặng: cát, sỏi, tro tàn, Bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, nghẽn các ống dẫn bùn của bể lắng Vị trí: Phía sau song chắn rác và trước bể lắng đợt I Phân loại: Bể lắng cát ngang/đứng/có sục khí Bể lắng cát ngang 23 23 3. Bể lắng Chức năng: Loại bỏ phần lớn TSS trong nước thải, đóng vai trò xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hoặc như một công trình xử lý độc lập Vị trí: •Bể lắng đợt I: đặt trước công trình xử lý sinh học  Tách bùn sơ cấp •Bể lắng đợt II: đặt sau công trình xử lý sinh học  Tách bùn thứ cấp (bùn dư) Phân loại: Bể lắng đứng/ ngang/ ly tâm 24 Bể lắng ly tâm Bể lắng đứng Bể lắng ngang 25 25 IV. CÁC CÔNG TRÌNH XLNT BẰNG PP SINH HỌC 1. XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên a. Hồ sinh học Là các thuỷ vực tự nhiên/nhân tạo trong đó diễn ra quá trình chuyển hoá chất nhờ các vsv, các quá trình hoa tan, pha loãng, ... Ưu điểm: • Chi phí thấp, vận hành đơn giản • Có thể kết hợp nuôi cá, trồng tảo  Hiệu quả kinh tế cao Nhược điểm: • Yêu cầu diện tích lớn • Nước có mùi khó chịu NMXLNT Bình Hưng Hoà (TP HCM) – 30,000 m3/ngđ 26 27 28 28 IV. CÁC CÔNG TRÌNH XLNT BẰNG PP SINH HỌC 1. XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên b. Cánh đồng tưới/lọc Là công trình XLNT trong đó chất bẩn sẽ được giữ lại và chuyển hoá trong đất. Các chất lơ lửng và keo giữ lại ở lớp trên cùng, tạo nên lớp màng vi sinh để hấp phụ và oxy hoá các chất hữu cơ trong nước thải Các yêu cầu để đảm bảo xử lý ổn định: •Đất dễ thấm nước, khả năng hấp thụ tốt •Hàm lượng chất bẩn trong nước thải thấp •Mực nước ngầm dưới 1.5 m NMXLNT Bình Hưng Hoà (TP HCM) – 30,000 m3/ngđ 29 29 IV. CÁC CÔNG TRÌNH XLNT BẰNG PP SINH HỌC 2. XLNT bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo a. Bể lọc sinh học Nước thải được lọc qua lớp VLL có bọc lớp màng vi sinh vật. Màng VSV đã sử dụng và xác sinh vật chết được tách tại bể lắng đợt II. Vật liệu lọc: • Đá, sỏi, xỉ, hạt vl plastic Điều kiện áp dụng: Do q= 1-3 m3 nước thải/m2 bề mặt VLL  sử dụng trong trạm quy mô nhỏ 30 31 Thiết bị thổi khí Bể aeroten