Mô tả

Bể xử lý nước thải sinh hoạt được coi là việc làm rất quan trọng đối với các khu dân cư, các công ty, xi nghiệp và các nơi tụ tập đông người. Việc xử lý nước thải sinh hoạt sẽ giúp bảo vệ môi trường. Bảo vệ các hệ thảm thực vật xung quanh khu vực đó.

Hiện nay các nhà máy và các nơi tập trung đông người là nhưng nơi bắt buộc lắp đặt hệ thống xử lý nước thải. Nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt.

Bể xử lý nước thải sinh hoạt được ra đời nhằm phục vụ cho mục đích loại bỏ các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt. Các bể xử lý nước thải sinh hoạt sẽ loại bỏ các chất gây ô nhiễm có trong nước thải, giúp các đơn vị không bị các công ty quản lý môi trường ghé thăm thường xuyên.

Đặc điểm nước thải sinh hoạt.

Hệ thống đĩa phân phối khí dưới đáy bể vi sinh.

Nước thải sinh hoạt thường phát sinh từ 03 nguồn chính.

Nước thải được chia thành 2 loại:

1. Nước thải từ khu vệ sinh.
2. Nước thải từ khu nhà bếp.
3. Nước thải từ rửa lau rửa sàn nhà.

Nước thải từ khu vệ sinh thường là nguồn nước thải chứa nhiều các tập chất lơ lửng ( SS ), các hợp chất hữu cơ ( COD, BOD ) và có hàm lượng NH4 cao do quá trình đào thải của con người. Nguồn nước thải này được coi là nguồn ô nhiễm nhất trong nước thải sinh hoạt.

Nước thải từ khu nhà bếp tuy không ô nhiễm bằng nguồn nước thải từ khu vệ sinh, nhưng chúng có đặc điểm là thường có nhiều dầu mỡ và các loại rác thải.

Nước thải từ khu vực lau rửa sản nhà thường mang theo một lượng lớn chất tẩy rửa và các chất sát trùng.

Đặc tính vật lý của nước thải sinh hoạt.

Hình ảnh máy thổi khí đặt cạn.

Nhiệt độ:

Nhiệt độ của nước sẽ thay đổi theo từng mùa trong năm. Nước bề mặt ở Việt Nam dao động từ 14,3-33,50C.

Nhiệt độ nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu, do có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và các máy móc sản xuất. Sự thay đổi nhiệt độ nước thải sẽ ảnh hưởng đến một số yếu tố khác như tốc độ lắng của các hạt rắn lơ lửng, độ oxy hòa tan và các hoạt động sinh hóa khác trong nước thải.

Hàm lượng chất rắn.

Nước chiếm 99,9% trong nước thải, 0,1% là các thành phần chất rắn khiến nước thải không trong suốt. Một số chỉ tiêu thể hiện hàm lượng rắn trong dòng thải lỏng như Độ đục, tổng rắn lơ lửng (TSS), tổng rắn hòa tan (TDS).

Độ màu:

Nước sạch không có màu, nước có màu biểu hiện nước bị ô nhiễm. Nếu bề dày của nước lớn, ta có cảm giác nước có màu xanh nhẹ đó là do nước hấp thụ chọn lọc một số bước sóng nhất định của ánh sáng mặt trời. Nước có màu xanh đậm chứng tỏ trong nước có các chất phú dưỡng hoặc các thực vật nổi phát triển quá mức và sản phẩm phân hủy của thực vật đã chết.

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ làm xuất hiện axit humic hòa tan làm nước có màu vàng. Nước thải của các nhà máy, công xưởng, lò mổ… có nhiều màu sắc khác nhau.

Nước có màu tác động đến khả năng xuyên qua của ánh sáng mặt trời khi đi qua nước, do đó gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Màu do hóa chất gây nên rất độc hại với sinh vật trong nước. Cường độ của màu thường được xác định bằng phương pháp đo quang sau khi đã lọc các chất vẩn đục. Tiêu chuẩn của nước ăn uống < 15 TCU (TCU là đơn vị tính độ màu-True color unit).

Mùi vị:

Nước sạch không mùi, không vị. Nước có mùi lạ là triệu chứng nước bị ô nhiễm. Mùi vị trong nước gây ra do hai nguyên nhân chủ yếu:

– Do các sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ trong nước

– Do nước thải có chứa những chất khác nhau, màu và mùi vị của nước đặc trưng cho từng loại.

Mùi vị của nước được xác định theo cường độ tương đối quy ước. Tiêu chuẩn nước uống phải không có mùi, vị lạ.

 Đặc tính hóa học của nước thải

Máy cung cấp khí đặt cạn.

Độ pH.

Hàm lượng ion H+ là một chỉ tiêu quan trọng trong nước và nước thải. Đây là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và phương pháp sinh học. Giống như nước, nước thải có thể được chia thành nước trung tính, nước mang tính axit hoặc kiềm phụ thuộc vào độ pH của dòng thải:

pH = 7: dòng thải trung tính

pH > 7: dòng thải mang tính kiềm

pH < 7: dòng thải mang tính axit

Trong đó dòng thải công nghiệp thường có pH > 5 hoặc pH < 10.

Ô xy hòa tan.

Oxy hòa tan trong nước cần thiết cho quá trình hô hấp của các sinh vật thủy sinh và quá trình tự làm sạch của nước. Oxy hòa tan được tạo ra nhờ quá trình hòa tan của oxy khí quyển vào nước và nhờ quá trình quang hợp của tảo và các loài thực vật thủy sinh. Nồng độ DO phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, áp suất khí quyển, tốc độ dòng chảy và đặc biệt là sự có mặt của các chất hữu cơ và vi sinh vật. Khi DO thấp, các loài thủy sinh giảm hoạt động hoặc chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá độ ô nhiễm của nước.

Thực tế, độ oxy hòa tan có ảnh hưởng nhiều đến đặc tính của nước thải. Nếu dòng nước thải có DO quá thấp thường có mùi hôi thối, và sẫm mầu (thường có mầu đen).

Nhu cầu ô xy hóa sinh học:

Nhu cầu ô xy hóa sinh học là nhu cầu oxy sinh học thường viết tắt là BOD, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật hiếu khí. Như vậy BOD là chỉ tiêu để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước thải.

 Nhu cầu ô xy hóa hóa học:

Nhu cầu ô xy hóa hóa học là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và nước. Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên.

COD và BOD đều là các chỉ số định lượng chất hữu cơ trong nước có khả năng bị oxy hóa nhưng BOD chỉ cho biết lượng các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bằng vi sinh vật trong nước, còn COD cho biết tổng lượng các chất hữu cơ có trong nước bị oxy hóa bằng tác nhân hóa học. Do đó tỷ số COD:BOD luôn lớn hơn 1.

Hàm lượng Nito.

Nito có trong nước thải thường là các hợp chất protein và các sản phẩm phân hủy như amoni, nitrit, nitrat. Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước, Trong nước rất cần thiết có một lượng nito thích hợp, đặc biệt là trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD với N và P có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và khả năng oxy hóa của bùn hoạt tính. Vì vậy, trong nước thải, các chỉ số như tổng nitơ, amoni, nitrit và nitrat là chỉ số quan trọng cần được xác định trước khi đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý.

Hàm lượng photpho.

Photpho tồn tại trong nước ở các dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, các polyphosphate và Na3(PO3)6 và photpho hữu cơ. Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật thủy sinh, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực. Hàm lượng P thừa trong nước thải làm cho các loại tảo và thực vật lớn phát triển nhanh chóng, làm che lấp bề mặt các thủy vực, hạn chế lượng oxy không khí hòa tan vào trong nước. Sau đó tảo và thực vật thủy sinh tự chết và phân hủy gây thiếu oxy hòa tan và làm cho các sinh vật thủy sinh bị tiêu diệt.

Trong nước thải chỉ số tổng photpho hoặc phosphate được xác định để đánh giá chất lượng nước thải và đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thích hợp.

Hàm lượng kim loại nặng:

Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với người và động vật. Nước thải có chứa kim loại nặng thường là các dòng thải công nghiệp với một số kim loại như asen (As), chì (Pb), cadimi (Cd), crom (Cr), v.v.

Dầu mỡ động thực vật:

Dầu mỡ động thực vật thường phát sinh từ khu vực nhà bếp hoặc từ ngành công nghiệp chế biến thịt, từ các lò mổ. Dầu mỡ nếu đi vào hệ thống thoát nước thải sẽ đóng kết trên đường ống và làm giảm thể tích của đường ống, gây tắc nghẽn dòng chảy, gây mùi khó chịu và ảnh hưởng đến môi trường. Do vậy hàm lượng dầu mỡ động thực vật là một chỉ số cần được xác định để quyết định xem có cần áp dụng tiền xử lý để loại bỏ dầu mỡ ra khỏi nước thải hay không.

Giới thiệu công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.

Bể điều hòa:

Nước thải được sục khí trong bể điều hòa.

Bể điều hòa sẽ thu gom các nguồn nước thải vào hệ thống xử lý.

Bể điều hòa là đơn vị xử lý được đặt phía sau song chắn rác, bể điều hòa có các chức năng chính sau:

1. Ổn định lưu lượng nước cấp vào một cách đột ngột gây quá tải.
2. Là đơn vị xử lý đầu tiên giúp chuyển hóa một phần COD thành BOD ( Tuy không nhiều ).
3. Hòa trộn đồng đều các chất gây ô nhiễm của các dòng thải khác nhau.

Để tránh trường hợp nước cấp vào đột ngột gây quá tải cho hệ thống xử lý, bể điều hòa sẽ được thiết kế với dung tích đủ lớn ( Thời gian lưu từ 4 – 6h ) giúp lượng nước thải tràn về ồ ạt không gây quá tải cho hệ thống xử lý.

Ở bể điều hòa sẽ được lắp đặt hệ thống phân phối khí giúp cho lượng nước thải trong bể luôn chuyển động sẽ làm loại bỏ mùi hôi khó chịu do nước thải gây ra. Quá trình nước lưu trữ ở bể điều hòa được tính bằng nhiều giờ chính vì vậy ở đây sẽ được tập kết một lượng vi sinh vật hòa trộn trong bùn, tuy không cao nhưng cũng có khả năng xử lý được phần nào chất ô nhiễm để giảm tải cho các đơn vị phía sau.

Bể điều hòa với đặc thù là bể có khả năng chứa lớn, hàm lượng ô xy cung cấp nhiều giúp hòa trộn các dòng thải với nhau đồng đều để ổn định mức độ ô nhiễm trong dòng thải giúp hệ thống xử lý phía sau hoạt động ổn định hơn.

 Bể đề ni tơ.

Hình ảnh tháp lọc sinh học.

Bể đề ni tơ là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể điều hòa. Nước được máy bơm chìm ở bể điều hòa đưa lên bể đề ni tơ với lưu lượng được tính toán.

Trong bể đề ni tơ sẽ xảy ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hòa tan và các chất hữu cơ dạng keo có trong nước thải với sự tham gia của các hệ vi sinh vật kỵ khí. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển các vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển chúng thành các hợp chất ở dạng khí.

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật kỵ khí qua phương trình sau:

• Chất hữu cơ + Vi khuẩn kỵ khí è Co2 + H2S + CH4 + Các chất khác + Năng lượng.
• Chất hữu cơ + Vi khuẩn kỵ khí + Năng lượng =è C5H7O2N ( Tế bào vi khuẩn mới ).

Quá trình phân hủy chất hữu cơ kỵ khí được chia làm 3 giai đoạn:

1. Các chất hữu cơ cao phân tử.
2. Tạo các acid.
3. Tạo thành khí Methane.

Đối với nước thải sinh hoạt, ngoài quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chúng sẽ diễn ra quá trình nitrat hóa và photphorit để chuyển hóa thành N và P.

Quá tình Nitrat hòa được diễn ra như sau: NO3- =è NO2- è N2O è N2 . Quá trình nitrat hóa sẽ chuyển thành khí nito.

Quá trình photphorit hóa: Các hợp chất hữu cơ có chứa photpho  sẽ được các vi khuẩn kỵ khí chuyển hòa thành các hợp chất mới không chứa photpho hoặc các hợp chất có chứa photpho nhưng ở dạng dễ phân hủy đối với vi sinh hiếu khí.

Bể sinh học Biofilm:

Hệ thống cung cấp hóa chất.

Bể sinh học biofilm là quá trình lọc sinh học xử lý tăng cường cho quá trình vi sinh hiếu khí. Nước thải sau khi đi qua bể vi sinh kỵ khí sẽ được chuyển tiếp sang bể xử lý sinh học Biofilm, dưới tác dụng của các vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy thành các loại hữu cơ dễ phân hủy.

Trong bể sinh học Biofilm sẽ được cung cấp ô xy nhờ máy thổi khí cưỡng bức sẽ giúp cho các vi sinh vật hoạt động ổn định. Lượng khí cung cấp không chỉ cung cấp lượng ô xy cần thiết cho các vi sinh vật mà lượng khí này còn giúp cho lớp vật liệu mang vi sinh chuyển động trong bể, giúp bể sinh học Biofilm không bị tắc sau thời gian dài sử dụng.

 Bể sinh học hiếu khí.

Tủ điện điều khiển hệ thống xử lý nước thải

Bể vi sinh hiếu khí là đơn vị xử lý đặt phía sau hệ thống bể kỵ khí. Phương pháp vi sinh hiếu khí được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoặc vô cơ hòa tan trong nước thải như: H2S, NH3,NH4, Photpho,nito… dựa trên các tính chất hoạt động của các chủng loại vi sinh vật, các chủng vi sinh vật sẽ sử dụng các chất ô nhiễm làm thức ăn để phát triển.

Trong bể vi sinh hiếu khí sẽ được sử dụng các loại vật liệu mang vi sinh có diện tích bề mặt lớn mục địch là làm nơi cứ trú cho các vi sinh vật hoạt động. Trong các hệ thống xử lý nước thải y tế, vật liệu mang vi sinh là cực kỳ quan trọng, bởi chúng làm giảm diện tích xây dựng cho hệ thống xử lý cực lớn, mà chất lượng nước sau xử lý luôn đạt chuẩn.

Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật được gọi là quá trình ô xy hóa sinh học. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan sẽ được phân tán nhỏ và đi vào các nhân tế bào vi sinh theo ba giai đoạn:

1. Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật.
2. Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trông và ngòai tế bào.
3. Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.

Tốc độ quá trình ô xy hóa sinh học phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải mới được cấp vào. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng ô xy trong nước thải, nhiệt độ, PH.

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí gồm ba giải đoạn sau:

• Ô xy hóa chất hữu cơ.
• Quá trình tổng hợp tế bào mới:.
• Quá trình phân hủy nội bào.

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể sảy ra trong tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các hệ thống xử lý nhân tạo, người ta tạo ra môi trường lý tưởng nhất cho các vi sinh vật hoạt động.

Bể lắng:

Hệ thống bể lắng trong xử lý nước thải

Bể lắng là công đoạn xử lý những thành phần lơ lửng ( TSS ) có trong nước thải. Bể lắng với ưu điểm là một bể có dung tích lớn, thời gian lưu nước lâu những hạt keo tụ có tỷ trọng lớn hơn vận tốc chảy của dòng nước sẽ lắng tự do xuống đáy bể.

Bể khử trùng.

Khử trùng là công đoạn cuối cùng của hệ thống xử lý, chúng có tác dụng loại bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường.

Khử trùng thược được sử dụng các công nghệ như:

1. Sử dụng clo.
2. Sử dụng Ozon.
3. Sử dụng tia cực tím.

Nhìn chung thì diệt khuẩn bằng Clo vẫn là hiệu quả và sự ổn định về lâu dài.