THIẾT KẾ THI CÔNG CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU DÂN CƯ

Đặc tính nước thải khu dân cư :

Nước thải sinh hoạt là nước thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt công đồng: tắm, giặt, tẩy rửa,…

Nước thải sinh hoạt gồm hai loại:

– Nước nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.

– Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi từ việc vệ sinh nhà cửa,…

Nước thải sinh hoạt thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, các công trình công cộng khác và cả trong khu dân cư.

Các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải khu dân cư:

Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải sinh hoạt
* Hàm lượng chất rắn lơ lửng
Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS – SS) có thể có bản chất là:
– Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét);
– Các chất hữu cơ không tan;
– Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…).
Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý.

Nước thải sinh hoạt từ khu dân cư

* Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD).
Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh), về bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật.
Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất. Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều. Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được số liệu tương đôi về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn.
COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp.
* Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand – BOD).
Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20°c, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy và vi khuẩn hiếu khí. Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày. Thông sô BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (Carbonhydrat, protein, lipid..)
BOD là một thông số quan trọng:
+ Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải;
+ Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên;
+ Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục vụ công tác quản lý môi trường.
* Nitơ và các hợp chất chứa nitơ
Nito là một trong những thành phần gây ra ô nhiễm nguồn nước, tồn tại dưới 3 dạng: các hợp chất hữu cơ, amoni và các hợp chất dạng ôxy hoá (nitrit và nitrat). Nito trong nước thải cao khi ra sông hồ sẽ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng, thực vệt phù du như rong, rêu, tảo phát triển gây tình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, phá hoại môi trường trong sạch của thủy vực, sản sinh nhiều chất độc trong nước như NH4+, H2S, CO2, CH4… tiêu diệt nhiều loại sinh vật có ích trong nước. Hiện tượng đó gọi là phú dưỡng nguồn nước
Ngoài ra nito còn ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xử lý nước. Sự có mặt của Nitơ có thể gây cản trở cho các quá trình xử lý làm giảm hiệu quả làm việc của các công trình. Mặt khác nó có thể kết hợp với các loại hoá chất trong xử lý để tạo các phức hữu cơ gây độc cho con người.
Với đặc tính như vậy việc xử lý Nitơ trong giai đoạn hiện nay đang là vấn đề đáng được nghiên cứu và ứng dụng.Vấn đề này đã được các nhà nghiên cứu, các học giả đi sâu tìm hiểu và phương pháp sinh học là 1 trong những phương pháp xử lý nito hiệu quả nhất.
* Coliform
Là nhóm vi khuẩn có hại rất phổ biến có mặt trong nước thải sinh hoạt, cần xử lý tốt trước khi thải ra môi trường. Chúng có thể sống ký sinh trong thực vật, cơ thể động vật và gây ra các bệnh về đường tiêu hóa cho con người và động vật.
Ngoài ra, trong nước thải sinh hoạt còn một vài thông số ô nhiễm khác như: H2S, Photpho, dầu mỡ động thực vật, chất hoạt động bề mặt. 

Nước thải sinh hoạt của khu dân cư có nguồn gốc hữu cơ dễ phân hủy, giàu N, P, BOD, COD,Coliform khá cao. Nước thải khu dân cư là một trong những loại nước thải đơn giản dễ xử lý, tuy nhiên để thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu dân cư xử lý hiệu quả, đảm bảo mỹ quan đô thị của khu dân cư, chi phí hợp lý là vấn đề quan tâm của các nhà đầu tư. 

Thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải khu dân cư  nhằm xử lý hiệu quả nước thải, đảm bảo mỹ quan đô thị của khu dân cư.

Quy trình xử lý nước thải khu dân cư hiệu quả:

Thuyết minh quy trình:

Nước thải từ các khu vực sau khi được xử lý sơ bộ ở hầm tự hoại, bể tách dầu thì được dẫn tới hố thu gom tập trung theo đường ống dẫn. Nước thải được dẫn qua bể điều hòa để ổn định lại lưu lượng và nồng độ các chất thải có trong nước thải nhờ hệ thống sục khí được đặt trong bể giúp xáo trộn đều nguồn nước thải, đồng thời giúp tránh xảy ra hiện tượng lắng cặn xuống đáy bể, dẫn đến phân hủy yếm khí dưới đáy bể.

Nước thải sau khi ra khỏi bể điều hòa được dẫn về bể lắng thứ cấp để loại bỏ bùn, cặn lắng và được loại ra khỏi dòng nước, cặn được hút ra đưa về bể chứa bùn để xử lý. Phần nước trong sau khí lắng được theo ống dẫn được dẫn về hệ thống xử lý sinh học.

Tại bể xử lý sinh học MBBR, hệ thống cấp khí đặt trong bể cung cấp oxi cho các VSV hiếu khí trong bể hoạt động, đồng thời các vật liệu đệm trong bể được xáo trộn đều liên tục và luôn trọng trạng thái lơ lửng. Các vi sinh vật có khả năng phân giải các chất hữu cơ sẽ bám lên bề mặt các vật liệu đệm sẽ sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng để phát triển sinh khối. Sau 1 thời gian ngắn, lớp màng sinh vật trên lớp vật liệu đệm sẽ dày lên và các vi sinh vật ở phía bên trong không tiếp xúc được với nguồn thức ăn sẽ bị chết và bong tróc ra rơi vào trong nước thải. Ngoài xử lý COD, BOD trong nước thải, trong bể còn diễn ra hai quá trình là nitrate hóa và denitrate hóa để loại bỏ N và P có trong nước thải.

Nước thải sau xử lý sinh học sẽ được đưa qua bể lắng thứ cấp để lắng cặn do vi sinh vật chết trôi ra theo nước thải, cặn sinh học được lắng xuống đáy bể và sau đó được qua bể chứa bùn để đem đi xử lý.

Nước trong sau lắng được dẫn qua bể khử trùng để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh còn xót lại trong nước thải rồi được bơm qua thiết bị lọc áp lực để loại bỏ cặn, màu và mùi còn trong nước thải. Nước thải đầu ra sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT.

Hệ thống xử lý nước thải khu dân cư

Ưu điểm của công nghệ:

1. Hệ vi sinh bền: các giá thể vi sinh tạo cho màng sinh học một môi trường bảo vệ, do đó, hệ vi sinh xử lý dễ phục hồi.

2. Mật độ vi sinh cao: so với bể thổi khí thông thường, mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn, do đó thể tích bể xử lý nhỏ hơn và hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao hơn.

3. Chủng vi sinh đặc trưng: các nhóm vi sinh khác nhau phát triển giữa các lớp màng vi sinh, điều này giúp cho các lớp màng sinh học phát triển theo xu hướng tập trung vào các chất hữu cơ chuyên biệt.

4. Tiết kiệm năng lượng.

5. Dễ vận hành, dễ dàng nâng cấp.

6. Tải trọng cao, biến động ô nhiễm lớn: khả năng phát triển của màng sinh học theo tải trọng tăng dần của chất hữu cơ làm cho bể MBBR có thể vận hành ở tải trọng cao và biến động lớn. Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%.

7. Dễ kiểm soát hệ thống: có thể bổ sung giá thể Biofilm tương ứng với tải trọng ô nhiễm và lưu lượng nước thải.

8. Tiết kiệm diện tích: giảm 30-40% thể tích bể so với công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng và có thể kết hợp với nhiều công nghệ xử lý khác.

Thông số thiết kế đặc trưng bể MBBR