CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan nước thải đô thị tại thành phố Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng nằm ở miền Trung của Việt Nam, là một trong năm thành
phố lớn nhất cả nước. Thành phố có tổng diện tích 1.283,42 km
2
, có 6 quận và 2 huyện
với tổng dân số dân số: 926.018 người ( năm 2010) và dự kiến là 1.400.000người
(2020).
( Theo Cục thống kê – thành phố Đà Nẵng- 2010)
Đà Nẵng là đầu mối giao thông trong nước và quốc tế, là trung tâm kinh tế
trọng điểm, trung tâm văn hoá, thể dục thể thao, giáo dục đào tạo, khoa học của khu
vực miền Trung.
Dân số đông, kinh tế phát triển, kéo theo lượng nước thải sinh hoạt phát sinh
tăng lên đáng kể. Chính vì thế, vấn đề thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt đã và sẽ
đặt ra những yêu cầu bức thiết cho sự phát triển bền vững theo định hướng thành phố
môi trường của Đà Nẵng.
Hệ thống thu gom và xử lý nước thải ở Thành phố Đà Nẵng
Hệ thống thoát nước thải hiện có tại Đà Nẵng chủ yếu là hệ thống cống chung.
Các đặc điểm chính của hệ thống thoát nước thải được trình bày như hình 1.1
Hình 1.1: Hệ thống cống bao thu gom nước thải tại Đà Nẵng
Nước thải thu gom được xử lý tại 4 nhà máy xử lý nước thải kỵ khí ở 4 vị trí
khác nhau tại TP. Đà Nẵng là Hoà Cường, Phú Lộc, Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn. Quản lý
và vận hành hệ thống thoát nước thải là trách nhiệm của Công ty Quản lý và sửa chữa
công trình giao thông và thoát nước Đà Nẵng (TMDC).
Số liệu công suất của 4 nhà máy xử lý nước thải được trình bày theo bảng 1. 1
Trang 1
Bảng 1.1: Công suất xử lý nước thải đô thị tại các trạm XLNT
Thông số
Đơn vị
Trạm xử lý nước thải
Hoà Cường Phú Lộc Sơn Trà Ngũ Hành
Sân phơi cát
Biogas
Kênh Phú Lộc
Clo
Mương dẫn dài cho phép đá sạn (cát thô) lắng xuống trước khi vào các hồ. Tại
mương dẫn, các chất lắng được sẽ lắng xuống, việc vệ sinh thu cặn, cát được tiến hành
khoảng 3-6 tháng/1 lần.
Trên mương dẫn có song chắn rác giúp loại bỏ các vật thể thô, lớn ra khỏi nước
thải. Rác sẽ được thu gom thủ công nhờ dụng cụ cào rác.
Hình 1.4: Mương dẫn nước đầu vào Hình 1.5: Song chắn rác
Hình 1.6: Hố thu Hình 1.7: Van xả cặn
+ Hồ kỵ khí: hồ kị khí gồm 2 phần cơ bản là hố âm và phần hố dương. Phần hố
âm có độ sâu 2m, là nơi xáo trộn chính của phần nước thải và hệ vi sinh vật trong hồ.
Nước thải được đưa vào hồ thông quá hệ thống ống phân phối. Thời gian nước lưu
trong hồ khoảng 4 ngày,chất hữu cơ sẽ được vi sinh vật chuyển hóa để tạo sinh khối,
lượng bùn cặn được lắng dưới đáy hồ. Quá trình chuyển hóa sẽ sinh ra khí, chủ yếu là
CH
4
, khí được thu qua hệ thống ống đục lỗ đặt xung quanh hồ, sau đó được dẫn qua 1
ống chung đến buồng đốt, buồng đốt hoạt động tự động dựa vào cảm biến.Việc thu khí
không hoàn toàn sẽ gây ra hiện tượng màn nổi sẽ trương lên, do đó, giữa hồ bố trí các
ống thoát khí. Để kiểm tra chất lượng bùn cũng như các thông số cần thiết trong nước
Trang 4
thải và hoạt động của hệ vi sinh vật, người ta bố trí 2 giếng thăm ở giữa hồ, 1 giếng
được đặt ở vị trí đầu bể ngay tại phần hồ âm, giếng còn lại đặt gần cuối bể.
Hoạt động sinh học của các vi sinh vật kỵ khí sẽ làm giảm khoảng 50% đến 70%
lượng chất hữu cơ tính theo BOD của dòng chảy vào, tuỳ thuộc lượng BOD ở đầu vào.
Do hàm lượng BOD nước thải sinh hoạt ở đầu vào thấp nên hiệu quả xử lý khoảng
50%.
Cấu tạo hồ kỵ khí được thể hiện tại hình 1.8
2
S có
mùi hôi, gây ô nhiễm môi trường không khí xung quanh. Vấn đề xử lý cặn, bùn thu
gom từ các các công trình trong hệ thống chưa được quan tâm. Lượng cát, rác tách tại
mương dẫn nước và các song chắn rác được thu gom, xử lý thủ công và không có kế
hoạch cụ thể. Bùn kỵ khí trong hồ kỵ khí chưa có kế hoạch thu gom và xử lý. [1]
1.2.2 Hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc- TP Đà Nẵng
Hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm tại Phú Lộc- Tp Đà Nẵng được thiết lập
trong dự án hợp tác nghiên cứu giữa công ty Metawater, Đại học Kytakyushu, Nhật
Bản và Trung tâm nghiên cứu bảo vệ môi trường ( EPRC), trường Đại học Bách Khoa,
Đại học Đà Nẵng với mục đích giới thiệu công nghệ xử lý nước thải mới, công nghệ
xử lý nước thải tiên tiến, tiết kiệm năng lượng và phù hợp với đặc điểm hạ tầng kỹ
thuật đô thị ở các nước đang phát triển, có khí hậu nóng ẩm như ở Việt Nam.
Dưới sự hỗ trợ của công ty thoát nước và xử lý nước thải Thành phố Đà Nẵng, hệ
thống xử lý nước thải thực nghiệm đã được xây dựng và đặt tại trạm xử lý nước thải
Phú Lộc- Đà Nẵng, thuận tiện cho các quá trình thực nghiệm với nước thải đầu vào
chính là nước thải trạm xử lý nước thải Phú Lộc đang xử lý.
Hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm đi vào hoạt động từ 12/2012 đến nay đã
cho thấy sự phù hợp với điều kiện thực tiễn ở TP Đà Nẵng. Thành phần nước thải đầu
vào hệ thống có khoảng thay đổi rộng nhưng chất lượng nước sau xử lý luôn ổn định
và đáp ứng cột A của QCVN 14:2008 / BTNMT. Tuy nhiên hệ thống xử lý bùn chưa
đi vào hoạt động và đang trong thời gian hiệu chỉnh, xác định các thông số tối ưu của
quá trình nén và làm khô bùn.
Sơ đồ dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý nước thải thực nghiệm Phú Lộc
được thể hiện tại hình 1.12
Trang 7
Hình 1.12: Dây chuyền công nghệ hệ thống XLNT thực nghiệm Phú Lộc
- Các hạng mục công trình của hệ thống thực nghiệm trạm XLNT Phú Lộc-
TP Đà Nẵng
+ Mương dẫn nước đầu vào
lắng được sẽ lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực. Cặn lắng bao gồm cát và các vật
kích thước lớn. Hiện tại chưa có kế hoạch cụ thể thu gom và xử lý lượng cặn này.
Thông thường khoảng 1 tháng/1 lần, cặn sẽ được bơm đến sân phơi để giảm độ ẩm
trước khi vận chuyển đến noi xử lý tiếp theo.
+ Song chắn rác
Nước thải vào hệ thống thực nghiệm sẽ đi qua 3 song chắn rác với kích thước
khe của mỗi song lần lượt là ∆i = 40 mm, ∆i = 20 mm, ∆i = 15 mm.
Cấu tạo: cấu tạo 3 song chắn rác được thể hiện tại hình 1.14
Hình 1.14: Song chắn rác ∆i = 40 mm, ∆i = 20 mm, ∆i = 5 mm
Chức năng: giữ lại những tạp chất có kích thước lớn như túi ni lon, cây cỏ, thức
ăn thừa…
Nguyên lý hoạt động: Các tạp chất ( túi ni lon, cành cây, vỏ hộp…) có kích thước
lớn hơn kích thước khe của song chắn sẽ bị được giữ lại. Các tạp chất này sẽ được thu
gom thủ công bằng thiết bị cào rác và chứa trong các thùng rác trước khi chở đi xử lý.
+ Bể lọc xốp nổi
Cấu tạo: bể lọc xốp nổi được xây dựng bằng thép, có dạng hình trụ , tiết diện
vuông. Cấu tạo của bể được thể hiện tại hình 1.15
Trang 9
Hình 1.15: Cấu tạo hệ thống lọc xốp nổi
Chức năng: lọc hầu hết các chất rắn lơ lửng có trong nước thải, khử được BOD
không tan, giảm tải cho các công trình xử lý tiếp theo.
Nguyên lý hoạt động: nước thải từ kênh phân phối được đưa vào hệ thống lọc
xốp nổi theo chiều từ dưới lên qua van 6. Các hạt cặn có kích thước lớn hơn khe hở
giữa lớp vật liệu lọc sẽ bị giữ lại và bám dính trên bể mặt vật liệu lọc. Nước sau khi
qua lớp vật liệu lọc tiếp tục dâng lên phía trên tràn qua máng thu nước 1, nước sau khi
lọc xong được xuống bể chứa 8 trước khi được bơm đưa tới bể lọc sinh học.
Vật liệu lọc được sử dụng trong hệ thống lọc xốp nổi là những hạt xốp có hình
chữ thập có kích thước 7,5 mm x 7,5 mm x 4 mm làm từ Polyme cao phân tử đặc
biệt.Cấu tạo của vật liệu lọc được thể hiện tại hình 1.16
Trang 10
qua bể nén bùn để tiếp tục quá trình xử lý bùn cặn.
Trang 12
Hình 1.18: Cấu tạo bể lắng
+ Bể khử trùng
Cấu tạo: Bể khử trùng được thiết kế tương tự như bể lắng ngang, có các vách
ngăn hướng dòng, cấu tạo bể clo như hình 1.19
Chức năng: Giảm vi trùng có hại trong nước thải xuống dưới mức tiêu chuẩn tối
thiểu. Nước thải sau các quá trình xử lý phía trước đã loại bỏ được các chất ô nhiểm
theo quy định, kéo theo đó vi sinh vật có hại cũng bị loại bỏ.Tuy nhiên lượng vi trùng
còn cao nên cần khử trùng để đảm bảo tiêu chuẩn đầu ra.
Nguyên lý hoạt động: Nước sau bể lắng II tự chảy vào bể khử trùng và được trộn
với clo tại ngăn phân phối đầu bể. Nhờ các vách ngăn hướng dòng, nước di chuyển
zích zắc trong bể, tăng quá trình hòa trộn clo và nước. Giúp quá trình khử trùng toàn
diện hơn.
Dung dịch clo được đưa vào bể với liều lượng vừa đủ nhờ clorator.
Trang 13
Hình 1.19: Cấu tạo bể clo
+ Hộp UV
Cấu tạo: Bộ phận chính của hộp UV là đèn chiếu tia cực tím để tiêu diệt vi sinh
vật có hại trong dòng nước thải đi qua. Ngoài ra còn có các bộ phận đi kèm như thiết
bị làm mát, thiết bị biến áp…
Chức năng: Giảm các vi sinh vật có hại đến sức khỏe của con người xuống dưới
mức tiêu chuẩn tối thiểu.
Nguyên lý hoạt động: Nước thải được đưa qua ống dẫn, đèn UV chiếu tia cực tím
qua nước thải, tiêu diệt vi sinh vật có hại trong nước thải. Đây là phương pháp khử
trùng vật lý, với ưu điểm là tiêu diệt vi sinh vật có hại nhanh, không thêm độc tố vào
nước thải.
+ Bể nén bùn
Cấu tạo: Bể nén bùn có cấu tạo như hình 1.20
Trang 14
Lộc.
Trang 16
1
2
h
s
h
1
h
1
A-A
h
1
B
s
B
m
L
1
L
2
L
s
A
A
Bể lọc xốp nổi sau thời
gian hoạt động 24h hoặc khi trở lực
của bể lớn hơn 1,5 kPa sẽ thực hiện quá trình rửa
lọc. Bùn cặn rửa lọc bể lọc
xốp nổi và bùn lắng cặn lắng tại bể lắng
Nguyên lý hoạt động: Nước thải có chứa cát đi qua bể lắng cát ngang, dưới tác
dụng trọng lực, cát lắng xuống đáy bể, sau đó được thu gom và đưa đến sân phơi cát.
1.3.3 Nén bùn cặn
Cấu tạo: xây dựng thép, bê tông cốt thép.Bể nén bùn có hình dạng gần giống như
bể lắng đứng hoặc bể lắng ly tâm, bùn được đưa vào bể nhờ ống đặt ở trung tâm bể.
Chiều cao bể thường từ 3,3-3,7 m. Đường kính có thể lên đến 21-24 m.
Trang 18
Chú thích
1. Mương dẫn nước vào
2. Mương dẫn nước ra
3. Hố thu cặn
4. Mương phân phối
5. Hố thu nước
Hình 1.24: Cấu tạo bể nén bùn
Chức năng: giảm độ ẩm bùn cặn, thuận tiện cho việc xử lý ở các công trình tiếp
theo.
Nguyên lý hoạt động: Bùn sau bể lắng đợt 2 thông thường có độ ẩm 96-99,2%
nếu đưa về bể metan thì độ ẩm lớn, dung tích bể tăng, ảnh hưởng đến hiệu quả lên men
cũng như không kinh tế. Vì vậy trong các trạm xử lý nước thải có aeroten thường có
bể nén bùn để giảm độ ẩm bùn hoạt tính trước khi đưa vào công trình xử lý tiếp theo.
Bùn cặn được đưa vào bể nhờ ống trung tâm, dưới tác dụng của trọng lực bùn sẽ gắn
kết và lắng xuống.
Trang 19
1.3.4 Sân phơi bùn
Cấu tạo: Cấu tạo sân phơi bùn như hình 1.25
Hình 1.25: Cấu tạo sân phơi bùn
Chức năng: làm mất nước bùn cặn (độ ẩm còn khoảng 80%) trong điều kiện tự
nhiên. Sau quá trình phơi, do tác động của tia tử ngoại, vi khuẩn gây bệnh còn lại trong
bùn cặn cũng như mùi hôi thối giảm đi.
Nguyên lý hoạt động: Bùn được phân bố vào các ngăn bằng máng dẫn ( kích
4
( chiếm khoảng 60% lượng khí
tạo thành, ngoài ra còn có: CO
2
, NH
3
, ). Khí này có thể tận dụng làm nhiên liệu.
Trang 22
Các chất hữu cơ phức tạp ( protein, lipit…)
Các chất hữu cơ đơn giản ( đường đơn, peptit, axit
amin, glyxerin, axit béo…)
Các axit béo dễ bay hơi (butiric, lactic…), etanol…
CH
4
, CO
2
H
2
, CO
2
Axit axetat
CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH LƯỢNG CẶN, BÙN TÁCH RA TỪ HỆ THỐNG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỰC NGHIỆM PHÚ LỘC- ĐÀ NẴNG
2.1 Mục đích
Xác định lượng cặn, bùn tách tại các công trình trong hệ thống thực nghiệm Phú
Lộc- TP Đà Nẵng:
- Song chắn rác: cặn, rác.
- Bể lọc xốp nổi: chất rắn lơ lửng
- Bể lắng 2: màng vi sinh vật
2.2 Đối tượng