Lời cảm ơn
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - I -
LỜI CẢM ƠN
Lời cảm ơn đầu tiên xin gửi đến tất cả quý thầy, cô trong Khoa Môi Trường –
Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ đã chỉ dạy, truyền đạt cho em nhiều kiến thức
bổ ích trong công việc và cuộc sống, giúp đỡ và tạo điều kiện cho em học tập suốt
hơn bốn năm qua.
Xin gửi lời cảm ơn đến thầy Thạc sỹ LÂM VĨNH SƠN đã tận tình hướng dẫn, quan
tâm và chỉ dạy cho em trong suốt quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp.
Xin gửi lời cảm ơn đến cô chú, anh chò trong khu du lòch Bình Qùi I, đặc biệt là
chú TRƯƠNG BỔN, anh ĐỖ MINH ĐỨC đã giúp đỡ nhiệt tình và cung cấp các
thông tin, tài liệu để em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp này.
Và cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn khoa Môi trường – Khóa 2002
đã cùng tôi đồng hành trong suốt quãng đời sinh viên, động viên và giúp đỡ về mọi
mặt trong thời gian học tập chung.
Trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp này sẽ không tránh khỏi những sai sót,
em rất cảm ơn những nhận xét, đóng góp ý kiến của các thầy, cô để đề tài của em sẽ
được hoàn thiện với chất lượng tốt hơn.
TP. HCM, tháng 12 năm 2006
Sinh viên thực hiện
PHẠM THỊ NGỌC TRANG
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - II -
MỤC LỤC
Lời mở đầu 1
CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 2
1.1 Lý do chọn đề tài 3
1.2 Mục tiêu của đề tài 3
1.3 Nội dung nghiên cứu 4
1.4 Phương pháp nghiên cứu 4
CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ KHU DU LỊCH BÌNH QÙI I VÀ HIỆN
TRẠNG MÔI TRƯỜNG 25
3.1 Giới thiệu về khu du lòch Bình Qùi 1 26
3.1.1 Vò trí đòa lý 26
3.1.2 Tình hình hoạt động du lòch 26
3.2 Hiện trạng môi trường tại khu du lòch Bình Qùi 1 27
3.2.1 Hiện trạng rác thải 27
3.2.2 Hiện trạng nước thải 30
3.2.3 Hiện trạng môi trường không khí 31
3.2.3.1 Tiếng ồn 31
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - IV -
3.2.3.2 Khói thải, chất lượng không khí xung quanh 32
3.2.3.3 Phát thải nhiệt 33
3.2.3.4 Mùi 34
3.2.3.5 Độ rung 35
3.2.4 Hiện trạng môi trường đất 35
3.2.5 Hiện trạng sử dụng năng lượng 36
3.2.6 Hiện trạng sử dụng tài nguyên khác 36
CHƯƠNG 4 THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 37
4.1 Cơ sở lý thuyết 38
4.1.1 Nguyên tắc của phương pháp hiếu khí 38
4.1.2 Giới thiệu về bùn hoạt tính và quá trình bùn hoạt tính 38
4.1.3 Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong bùn hoạt tính 39
4.1.4 Cơ chế của quá trình phân hủy các chất trong tế bào 40
4.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình bùn hoạt tính 41
4.1.6 Nguyên nhân, hậu quả, sự cố vận hành quá trình bùn hoạt tính 43
4.1.7 Sự phân giải các chất hữu cơ ở quá trình xử lý sinh học hiếu khí 44
4.2 Nghiên cứu mô hình thí nghiệm xử lý nước thải sinh hoạt bằng công
nghệ Bùn Hoạt Tính 45
5.2.4.2 Tính toán 76
5.2.5 Bể Aeroten làm thoáng kéo dài 80
Mục lục
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - VI -
5.2.5.1 Chức năng 80
5.2.5.2 Tính toán 80
5.2.6 Bể lắng II 87
5.2.6.1 Chức năng 87
5.2.6.2 Tính toán 87
5.2.7 Bể khử trùng 90
5.2.7.1 Chức năng 90
5.2.7.2 Tính toán 91
5.2.8 Bể nén bùn 93
5.2.8.1 Chức năng 93
5.2.8.2 Tính toán 93
CHƯƠNG 6 DỰ TOÁN GIÁ THÀNH 95
6.1 Tính toán vốn đầu tư 96
6.1.1 Vốn đầu tư xây dựng 96
6.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bò 96
6.2 Tính toán chi phí quản lý và vận hành 97
6.2.1 Chi phí nhân công 97
6.2.2 Chi phí điện năng 97
6.2.3 Chi phí hóa chất 97
6.2.4 Tổng chi phí quản lý và vận hành 98
6.3 Giá thành 1m
3
nước thải 98
CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 99
7.1 Kết Luận 100
7.2 Kiến nghò 102
thẳng xuống ao và thải thẳng ra sông Sài Gòn mà không qua bất cứ quá trình xử lý
nào(chỉ có bể tách mỡ), làm ảnh hưởng rất lớn đến cảnh quan môi trường xung
quanh khu du lòch (ao hồ bò hiện tượng phú dưỡng hoá) và chất lượng nguồn nước
mặt sông Sài Gòn. Vì vậy, xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho khu du lòch Bình
Qùi I là điều rất thiết thực hiện nay.
Đề tài “Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Khu Du Lòch Bình
Qùi I Công Suất 80 m
3
/ngày đêm” là hết sức cần thiết hiện nay nhằm giải
quyết những mặt tồn tại trên và đáp ứng với tiêu chí “cải tiến liên tục” của hệ
thống Quản Lý Chất Lượng Môi Trường ISO 14001 mà khu du lòch đã và đang áp
dụng thực hiện.
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Chương 1: Mở Đầu
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 4 -
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu du lòch Bình
Qùi I để nu7o1c thải đầu ra đạt mức II theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6772 –
2000, nhằm góp phần hạn chế ô nhiễm nguồn nước mặt sông Sài Gòn, cải thiện
chất lượng môi trường nước và vẻ mỹ quan của khu du lòch.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung của đề tài gồm:
Nghiên cứu thí nghiệm mô hình bùn hoạt tính xử lý nước thải của khu du lòch
Bình Qùi để từ đó xác đònh các thông số động học phục vụ tính toán thiết kế.
Đề xuất phương án xử lý nước thải phù hợp cho khu du lòch.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải theo công nghệ đã đề xuất.
Dự toán giá thành cho công trình.
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài đã sử dụng những phương pháp sau:
Phương pháp điều tra khảo sát: tính chất, thành phần nước thải, đặc điểm lý,
hoá, sinh của nước thải đầu vào.
Microsoft Office 2003.
Văn bản soạn thảo được sử dụng trên chương trình Microsoft Word/
Microsoft Office 2003.
Các bản vẽ được thiết kế trên chương trình AutoCAD 2004.
1.5 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Đề tài được thực hiện ở khu du lòch Bình Qùi I.
Đồ án tập trung chủ yếu vào xử lý nước thải sinh hoạt nên các vấn đề
môi trường khác sẽ được nêu tổng quát mà không đi sâu.
Mô hình được sử dụng trong đồ án tập trung chủ yếu vào quá trình xử lý
nước thải sinh hoạt bằng công nghệ bùn hoạt tính dưới dạng mô phỏng
có kích thước nhỏ. Quá trình bùn hoạt tính chỉ nghiên cứu qua các chỉ
tiêu pH, SS (MLSS) và COD chứ không có điều kiện làm với MLVSS,
DO và BOD
5
.
Nguồn nước thải thu thập phục vụ cho việc chạy mô hình thí nghiệm sẽ
được lấy tại đầu ra của bể tách mỡ trong khu vực nhà bếp nhà hàng Hoa
Mua thuộc khu du lòch Bình Qùi I.
Các chỉ tiêu về nước thải được phân tích: pH, MLSS, COD, Nitơ tổng,
Photpho tổng.
Thời gian thực hiện: 12 tuần, từ 4/10 đến 27/12 năm 2006.
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 6 -
Chương
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT QUY
MÔ VỪA VÀ NHỎ
2.1 NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI SINH HOẠT
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SINH HOẠT QUY MÔ VỪA VÀ NHỎ
200
15
35
10
7
680
340
120
100
130
15
30
9
7
530
220
30
20
30
24
26
8
7
(Nguồn: Metalf và Eddy, 1991)
Để tiện cho việc lựa chọn phương pháp, dây chuyền công nghệ và tính toán thiết
kế các công trình XLNT, nước thải sinh hoạt được phân loại theo các tiêu chụẩn
sau:
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 8 -
Nước thải không chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bò vệ
đònh dựa vào mục đích sử dụng và quá trình tự làm sạch của nguồn nước.
Bước thứ 3 ( xử lý bậc ba hay xử lý triệt để): loại bỏ các hợp chất nitơ và
photpho khỏi nước thải. Giai đoạn này rất có ý nghóa đối với các nước khí hậu
nhiệt đới, nơi có quá trình phú dưỡng ảnh hưởng sâu sắc đến chất lượng nước
mặt.
Giai đoạn khử trùng sau quá trình làm sạch nước thải là yêu cầu bắt buộc đối với
một số loại nước thải hoặc một số dây chuyền công nghệ xử lý.
2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Mục đích của công đoạn này là loại bỏ rác kích thước lớn, dầu mỡ ra khỏi nước
thải đi vào công trình xử lý, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước
xử lý tiếp theo.
2.2.2.1 Thiết bò chắn rác
Có 2 loại thiết bò chắn rác:
Thiết bò chắn rác và vớt rác thủ công, dùng cho các trạm xử lý có công suất
nhỏ, lượng rác dưới 0.1 m
3
/ngày.
Thiết bò chắn rác, vớt rác cơ giới bằng các băng cào dùng cho các trạm XLNT
có lượng rác lớn hơn 0.1 m
3
/ngày.
Thiết bò chắn rác được bố trí tại máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và
trước các công trình xử lý.
2.2.2.2 Bể thu và tách dầu mỡ
Bể thu dầu
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 10 -
Được xây dựng trong khu vực bãi đỗ và cầu rửa ô tô, xe máy, bãi chứa dầu và
nhiên liệu, nhà giặt tẩy của khách sạn, bệnh viện hoặc các công trình công cộng
khác, nhiệm vụ đón nhận các loại nước rửa xe, nước mưa trong khu vực bãi đỗ xe…
bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng và bể lắng có lớp mỏng.
Hiện nay, các trạm xử lý công suất vừa và nhỏ (<10.000m
3
/ngày) thường sử dụng
bể lắng đứng. Hiệu suất lắng của bể thấp, khoảng 45 – 48%.
2.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kò khí
Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy.
Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra
hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Phương trình phản ứng
sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau :
Chất hữu cơ
vi sinh vật
CH
4
+ CO
2
+ H
2
+ NH
3
+ H
2
S + Tế bào mới
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 12 -
Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 04 giai đoạn :
Giai đoạn 1 : Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.
Giai đoạn 2 : Acid hóa.
Giai đoạn 3 : Acetate hóa.
Giai đoạn 4 : Methane hóa.
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 13 -
Bể gồm 2 phần tách biệt nhau: phần lắng trong kết hợp làm thoáng tự nhiên và
phần lên men bùn cặn.
Ưu điểm của bể lắng trong kết hợp ngăn lên men so với bể lắng 2 vỏ:
Ngăn lên men và ngăn lắng độc lập nhau về cấu tạo, do đó sản phẩm thối rửa
trong quá trình lên men không làm bẩn lại nước thải đã lắng.
Cặn được xáo trộn đều ở ngăn tự hoại và tạo điều kiện tốt cho quá trình lên
men cặn, không bò nén như bể lắng 2 vỏ.
Hiệu suất lắng trong ngăn lắng cao hơn rất nhiều so với máng lắng của bể
lắng 2 vỏ.
2.2.3.4 Bể lọc kò 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 vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp
xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển.
2.2.3.5 Bể lọc ngược qua tầng bùn kỵ khí (UASB)
Hiện nay hệ thống xử lý kỵ khí bằng bể UASB (Upflow anaerobic Sludge
Blanket) phổ biến nhất trên thế giới trong vấn đề xử lý nước thải có nồng độ
nhiễm bẩn hữu cơ cao. Xử lý nước thải với bể kỵ khí UASB chiếm một tỷ lệ lớn
trong tổng số các công trình kỵ khí trên thế giới.
Những ưu điểm quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB vượt trội so với quá trình bùn
hoạt tính hiếu khí:
Ít tiêu tốn năng lượng vận hành.
Có khả năng xử lý với tải trọng cao hơn
Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn.
Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng.
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 14 -
Có thể tận dụng nguồn năng lượng từ khí metan sinh ra.
Tuy nhiên bể UASB cũng có những mặt hạn chế như:
Thời gian thích nghi dài (1-3 tháng). Pha nghỉ cũng kéo dài.
(4) hồ xử lý bổ sung.
Hồ hiếu khí
Diện tích rộng, chiều sâu cạn. Chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ
sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng. Ôxy cung cấp cho vi khuẩn
nhờ sự khuếch tán từ không khí qua bề mặt và quá trình quang hợp của tảo. Chất
dinh dưỡng và CO
2
sinh ra trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ được tảo sử dụng.
Tảo
Vi khuẩn
Tảo mới
Chất hữu cơ
Năng lượng mặt trời
Vi khuẩn mới
O
2
CO ,NH
PO ,H O
4
32
3-
2
Hình 2.4 : Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí
Hồ tùy tiện
Trong hồ tùy tiện tồn tại 03 khu vực : (1) khu vực bề mặt, nơi đó chủ yếu vi khuẩn
và tảo sống cộng sinh; (2) khu vực đáy, tích lũy cặn lắng và cặn này bò phân hủy
nhờ vi khuẩn kò khí; (3) khu vực trung gian, chất hữu cơ trong nước thải chòu sự
phân hủy của vi khuẩn tùy tiện.
Hồ kỵ khí
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
Xử lý sinh
học theo mẻ
Aerotank
Đóa quay
sinh học
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 17 -
chất như là một polymer sinh học có khả năng kết dính tạo thành màng. Màng này
cứ dày thêm với sinh khối của vi sinh vật dính bám hay cố đònh trên màng. Màng
được tạo thành từ hàng triệu đến hàng tỷ tế bào vi khuẩn, với mật độ vi sinh vật rất
cao màng có khả năng oxy hoá các hợp chất hữu cơ, hấp thụ các chất bẩn lơ lửng
có trong nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc với màng.
Quá trình lọc sinh học thích hợp cho việc xử lý nước thải công nghiệp hơn là xử lý
nước thải sinh họat.
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 mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi
phun. Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có
khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải.
Hình 2.6: Hệ thống xửû lý nước thải theo quá trình bể lọc sinh học
Tháp lọc sinh học:
Khác với bể lọc sinh học ngập nước, tháp lọc sinh học được xây dựng với hệ thống
quạt gió cưỡng bức từ dưới lên, nước thải được phân phối từ phía trên, chảy qua
lớp màng vi sinh bám trên các giá thể và xuống bể thu ở phía dưới.
Đối vớp tháp lọc sinh học, lượng không khí được cung cấp nhiều nên sinh khối
phát triển rất nhanh, thời gian nước thải chảy xuống thường ngắn nên vi sinh vật
khó oxy hoá hết lượng hữu cơ có trong nước thải đến mức tối đa, do đó thường
phải tuần hoàn lại nước đầu ra hoặc kết hợp với bể aeroten.
Bể lọc sinh học
Bể lắng
Xử lý nước thải theo quá trình bùn hoạt tính bao gồm rất nhiều hệ thống khác nhau
với cách thức xây dựng khác nhau. Mặc dù vậy, tất cả các công trình có cùng
chung một đặc điểm là: sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu
cơ hoà tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng.
Chương 2: Tổng Quan Về Các Phương Pháp Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Quy Mô Vừa Và Nhỏ
SVTH: Phạm Thò Ngọc Trang trang - 19 -
BHT được cung cấp thường là bùn tự hoại hoặc BHT lấy từ các nhà máy xử lý
nước thải đang hoạt động.
Hình 2.7: Hệ thống xủ lý nước thải theo quá trình tăng trưởng lơ lửng
Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng bùn
hoạt tính:
Bể aeroten 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 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. Tải trọng
thích hợp vào khoảng 0,3 – 0,6 kg BOD
5
/m
3
ngày với hàm lượng MLSS 1.500 –
3.000 mg/L, thời gian lưu nước từ 4 – 8 giờ, tỷ số F/M = 0,2 – 0,4, thời gian lưu
bùn từ 5 – 15 ngày.
Bể aeroten xáo trộn hoàn toàn
Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bò sục khí thích hợp. Thiết bò sục khí cơ khí
(motour và cánh khuấy) hoặc thiết bò khuếch tán khí thường được sử dụng. Bể này
thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu ôxy đồng
nhất trong toàn bộ thể tích bể. Bể này có ưu điểm chòu được quá tải rất tốt.
BOD
5
M áy thổi khí
Hình 2.9: Bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn
Bể aeroten mở rộng
Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp
và chất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20 –
30 ngày). Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000 – 6.000 mg/L.
Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (hệ SBR)
Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu
làm đầy và xả căïn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt
tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và
được thực hiện lần lượt theo các bước : (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả
cạn, (5) ngưng.
Copyright: Tài liệu đại học ©