Thứ Ba, 3 tháng 5, 2016

Cơ bản về xử lý nước thải

1. KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC THẢI

Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng.

Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng. Đó cũng là cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp hoặc công nghệ xử lý. Theo cách phân loại này, có các loại nước thải dưới đây:

– Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác.

– Nước thải công nghiệp: là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu.

– Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem như nước thải tự nhiên. Ở những thành phố hiện đại nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thống thoát riêng.

– Nước thải đô thị: là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố. Nước thải đô thị có thể bao gồm tất cả nước thải kể trên

>>> Tổng quan về nước thải

2. KHÁI NIỆM VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Theo wikipedia xử lý nước thải là quá trình loại bỏ chất ô nhiễm ra khỏi nước thải và nước thải hộ gia đình tức là bao gồm cả dòng chảy mặt , gia dụng, thương mại và cơ quan. Bao gồm các quá trình vật lý, hóa học, và sinh học để loại bỏ các chất ô nhiễm có nguồn gốc vật lý, hóa học và sinh học. Mục tiêu của nó là để tạo ra một dòng chất thải dạng lỏng an toàn với môi trường và chất thải rắn phù hợp để xử lý hoặc tái sử dụng .Hiện nay với việc sử dụng công nghệ tiên tiến có thể tái sử dụng nước thải thành nước uống, mặc dù Singapore là nước duy nhất thực hiện công nghệ này vào việc sản xuất quy mô

Xử lý nước thải được hiểu nôm na là dùng các biện pháp vật lý, hóa học, sinh học nhằm loại bỏ các chất cặn bã trong nước, để cho thành phần nước thải sau khi xử lý đạt các quy chuẩn cho phép

3. CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Hiện nay, có 3 phương pháp xử lý nước thải chủ yếu đó là: phương pháp xử lý hóa học, hóa lý và sinh học.

Phương pháp xử lý hóa học:

Thường dùng trong hệ thống xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại. Cơ sở của phương pháp xử lý này là các phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất thêm vào. Do đó, ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước khép kín. Tuy nhiên, phương pháp hóa học có nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các hệ thống xử lý nước thải với quy mô lớn. Bản chất của phương pháp hoá lý trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường.

Phương pháp xử lý sinh học:

Có bản chất là sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có ích để phân huỷ các chất hữu cơ và các thành phần ô nhiễm trong nước thải. Các quá trình xử lý sinh học chủ yếu có năm nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình anoxic, quá trình kị khí, quá trình kết hợp hiếu khí – anoxic – kị khí, các quá trình hồ sinh học. Đối với việc xử lý nước thải có yêu cầu đầu ra không quá khắt khe thì quá trình xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính là quá trình xử lý sinh học thường được ứng dụng nhất.

Phương pháp hóa lý :

Thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc… Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh.

Trên đây là ba cách xử lý nước thải phổ biến nhất hiện nay, tuy nhiên, tùy từng thành phần và tính chất nước thải, mức độ cần thiết xử lý nước thải, lưu lượng và chế độ xả thải, đặc điểm nguồn tiếp nhận, điều kiện mặt bằng, điều kiện vận hành và quản lý hệ thống xử lý nước thải, điều kiện cơ sở hạ tầng… để ta chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp nhất.

>>>Danh mục các công trình xử lý nước thải

4. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU VỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

A. UASB

B. ANOXIC

C. AEROTANK

D. MBBR

E. MBR

F. TUYỂN NỔI

G. AAO (A2O)

H. SBR

Thứ Ba, 1 tháng 3, 2016

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp vi sinh

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp vi sinh dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải
Cơ chế : Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Sản phẩm của các quá trình phân hủy này là khí CO2, H2O,N2, ion sulfite…
Mục đích: Khử chất hữu cơ (COD, BOD).
Ý nghĩa:
– Chi phí thấp
– Thân thiện với môi trường
– Dễ vận hành
QUÁ TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC
Là quá trình sử dụng vi sinh vật oxy hóa các chất oxy hóa trong điều kiện có oxy. Gồm tự nhiên và nhân tạo.
I. Tự nhiên
1. Ao hồ sinh học hiếu khí
Là loại ao nông 0,3 ÷ 0,5m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các VSV hiếu khí
Nguyên lý hoạt động: Oxy từ không khí dễ dàng khuyếch tán vào lớp nước phía trên và ánh sáng mặt trời chiếu rọi, làm tảo phát triển, tiến hành quang hợp thải ra oxy.
2. Cánh đồng tưới, bãi lọc
Thường sử dụng cho xử lý nước thải sinh hoạt do chứa N:P:K = 5:1:2 phù hợp cho phát triển thực vật.
Nhằm xử lý nước thải đồng thời tận dụng nước thải làm nguồn phân bón.
Nguyên tắc hoạt động: dựa trên khả năng giữ cặn trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua lọc, trong đất chứa VSV hiếu khí với lượng oxy có trong các lổ hỏng và mao quản của lớp đất mặt.
II. Nhân tạo
Là các bể phản ứng sinh học được làm hiếu khí bằng cách thổi khí nén và khuấy đảo cơ học làm cho VSV tạo thành các hạt bùn hoạt tính lơ lửng trong khắp pha lỏng.
Là công trình bê tông cốt thép hình chữ nhật hoặc hình tròn. Nước thải chảy qua suốt chiều dài bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hóa chất bẩn hữu cơ có trong nước.
Nguyên lý làm việc: quá trình oxy hóa gồm 3 giai đoạn
– Gđ 1 : Tốc độ oxh = tốc độ tiêu thụ oxy. Ở giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triển. VSV sinh trưởng mạnh dẫn đến lượng oxy tăng cao.
– Gđ 2 : VSV phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxy gần như ít thay đổi. Chính giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhất.
– Gđ 3 : Sau 1 thời gian khá dài tốc độ oxy hoá cầm chừng và có chiều hướng giảm, tốc độ tiêu thụ của oxy tăng lên.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của Aerotank.
– DO
– Thành phần dinh dưỡng
– Nồng độ cơ chất
– Các chất có độc tính trong nước thải
– pH
– Nhiệt độ
– Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phù
2. Lọc sinh học
Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó chất thải được lọc qua lớp vật liệu lọc rắn có bao bọc lớp màng vi sinh vật.
Bể lọc sinh học bao gồm các bộ phận chính sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước trên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống dẫn và phân phối khí cho bể lọc.
Phân loại :
– Lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước (lọc phun hay lọc nhỏ giọt).
– Lọc sinh học có lớp vật liệu ngập trong nước.
Là công trình của thiết bi xử lý nước thải bằng kỷ thuật màng lọc sinh học dựa trên sự gắn kết của VSV trên bề mặt của vật liệu
Nguyên tắc hoạt động:
– Khi màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ có trong nước thải sau đó tiếp xúc với oxy ra khỏi đĩa
– Nhờ quay liên tục mà màng sinh học vừa tiếp xúc với không khí vừa tiếp xúc với chất hữu cơ –> chất hữu cơ bị phân hủy nhanh.
Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của Aerotan khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính
Thường sử dụng đối với nước thải có độ ô nhiễm bẩn cao BOD20 = 1000 ÷ 5000mg/l.
5. Bể UASB
– Lớp bùn lắng có hoạt tính rất cao ở dưới đáy. Chất thải được đưa vào từ dưới dáy của bể phản ứng vào
trong lớp bùn.
– Dưới tác dung của vi sinh vật kị khí Chúng được chuyển hoá thành mêtan và cacbon dioxide.
– Chất khí phát sinh giữ cho cả lớp bùn được trộn đều.
– Một số hạt bị dẩy lên khỏi lớp bùn.
– Khi mất “bẩy khí” chúng lắng xuống trở lại lớp bùn.
– Không tốn nhiều năng lượng
– Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỷ thuật phức tạp
– Tạo ra lượng bùn có hoạt tính cao , nhưng lượng bùn không sản sinh không nhiều giảm chi phí xử lý
– Loại bỏ chất hữu cơ với lượng lớn,hiệu quả
– Xử lý BOD trong khoảng 600  150000 mg/l đạt từ 80-95%
– Có thể xử lý một số chất khó phân hủy.
– Tạo ra khí có ích
6. Lọc kị khí
– Nước thải được tiếp xúc với vật liệu.
– Khi nước thải chảy qua lớp vật liệu lọc, vi khuẩn tạo thành màng vi sinh vật .
– Chất hữu cơ khi tiếp xúc với màng vsv sẽ bị hấp thụ và phân hủy.Bùn cặn được giữ lại trong khe rỗng của lớp lọc.
– Sau 2-3 tháng làm việc xả bùn một lần,thau rửa lọc.
7. Kị khí tiếp xúc
Công trình gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết bị điều chỉnh bùn tuần hoàn.
Nguyên lí làm việc: Nước thải chưa xử lý được khuấy trộn với vòng tuần hoàn và sau đó được phân hủy trong bể phản ứng kín không cho không khí vào. Sau khi phân hủy, hỗn hợp bùn nước đi vào bể lắng: nước trong đi ra và bùn được lắng xuống đáy.
– Có thể chuyển bùn từ bể này sang bể khác một cách dễ dàng
– Lọc bỏ được BOD5 tới 80 ÷ 95% và COD từ 65 ÷ 90% ( tùy thuộc vào bản chất của nước thải)
Sau khi xử lý sinh học, nước thải có thể giảm được 90 ÷ 98% BOD nhưng tổng N chỉ giảm được 30 ÷ 40% và khoảng 30% lượng P, hàm lương N và P vượt quá ngưỡng cho phép thì cần xử lý bổ sung bằng phương pháp thiếu khí
– Đây là quá trình chuyển hóa Nitrat thành N trong điều kiện không cấp thêm oxy từ ngoài vào.
– Qúa trình khử Nitrat bao gồm việc oxy hóa nhiều chất hữu cơ trong xử lý nước thải, sử dụng Nitrat hoặc Nitrit như là chất nhận điện tử thay cho oxy.

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt

Quy chuẩn này qui định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khí thải ra môi trường. Không áp dụng quy chuẩn này đối với nước thải sinh hoạt thải vào hệ thống xử lý nước thải tập trung.
QCVN 14 : 2008/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Môi trường và Vụ Pháp chế trình duyệt và được ban hành theo Quyết định số /2008/QĐ-BTNMT ngày tháng năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường.
QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
1. QUY ĐỊNH CHUNG
1.1. Phạm vi điều chỉnh Quy chuẩn này qui định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khí thải ra môi trường. Không áp dụng quy chuẩn này đối với nước thải sinh hoạt thải vào hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung.
1.2. Đối tượng áp dụng Quy chuẩn này áp dụng đối với cơ sở công cộng, doanh trại lực lượng vũ trang, cơ sở dịch vụ, khu chung c ư và khu dân cư, doanh nghiệp thải nước thải sinh hoạt ra môi trường.
1.3. Giải thích thuật ngữ Trong Quy chuẩn này, các thuật ngữ dưới đây được hiểu như sau:
1.3.1. Nước thải sinh hoạt là nước thải ra từ các hoạt động sinh hoạt của con người như ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá nhân.
1.3.2. Nguồn nước tiếp nhận nước thải là nguồn nước mặt hoặc vùng nước biển ven bờ, có mục đích sử dụng xác định, nơi mà nước thải sinh hoạt thải vào.
2. QUY ĐỊNH KỸ THUẬT
2.1. Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong n ước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp nhận nước thải không vượt quá giá trị Cmax được tính toán như sau: Cmax = C x K Trong đó: Cmax là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi thải ra nguồn nước tiếp nhận, tính bằng miligam tr ên lít nước thải (mg/l);C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại Bảng 1 mục 2.2 .
K là hệ số tính tới quy mô, loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và chung cư quy định tại mục 2.3.
Không áp dụng công thức tính nồng độ tối đa cho phép trong n ước thải cho thông số pH và tổng coliforms.
2.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt. Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép Cmax trong nước thải sinh hoạt khi thải ra các nguồn nước tiếp nhận nước thải được quy định tại Bảng 1.
2.3. Giá trị hệ số K
Tuỳ theo loại hình, quy mô và diện tích sử dụng của cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng, khu chung cư và khu dân cư, doanh nghiệp, giá trị hệ số K được áp dụng theo Bảng 2.
3. PHƯƠNG PHÁP XÁC Đ ỊNH
Phương pháp xác đ ịnh giá trị các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc ti êu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ chức quốc tế:
– TCVN 6492-1999 (ISO 10523-1994) Chất lượng nước – Xác định pH.
– TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989)
– Chất lượng nước – Xác định nhu cầu oxi sinh hoá sau 5 ngày(BOD5) – phương pháp cấy và pha loãng
– TCVN 6625-2000 (ISO 11923-1997) – Chất lượng nước – Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thuỷ tinh.
– TCVN 6053–1995 (ISO 9696-1992) – Chất lượng nước – Xác định hàm lượng tổng chất rắn hoà tan.
– TCVN 4567-1988 – Chất lượng nước – Xác định hàm lượng gốc sunphua và sunphát.
– TCVN 5988-1995 (ISO 5664-1984) – Chất lượng nước – Xác định amoni – Phương pháp chưng cất và chuẩn độ.
– TCVN 6180-1996 (ISO 7890-3-1988) – Chất lượng nước – Xác định nitrat – Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic.
– TCVN 6336-1998 (ASTM D 2330 -1988) – Phương pháp thử chất hoạt động bề mặt bằng metylen xanh.
– TCVN 6622 – 2000 – Chất lượng nước – Xác định chất hoạt động bề mặt. Phần 1: Xác định chất hoạt động bề mặt Anion bằng ph ương pháp đo phổ Metylen xanh.
– TCVN 6494-1999 – Chất lượng nước – Xác định các ion Florua, Clorua, Nitrit, Orthophotphat, Bromua, Nitrat và Sunfat hoà tan b ằng sắc ký lỏng ion.
-TCVN 6187-1-1996 (ISO 9308-1-1990) – Chất lượng nước – Phát hiện và đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt và Escherichia coli giả định.
Phần 1: Phương pháp màng lọc.
– TCVN 6187 2 : 1996 (ISO 9308 2 : 1990) Chất lượng nước Phát hiện và đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt v à escherichia coli giả định
Phần 2: Phương pháp nhiều ống.
– Phương pháp xác định tổng dầu mỡ thực hiện theo US EPA Method 1664 Extraction and gravimetry (Oil and grease and total petroleum hydrocarbons).
4. TỔ CHỨC THỰC HIỆN
Qui chuẩn này áp dụng thay thế cho TCVN 6772:2000 – Chất lượng nước – Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt trong Danh mục các tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường bắt buộc áp dụng ban hành kèm theo Quyết định số 35/2002/QĐ-BKHCNMT ngày 25 tháng 6 năm 2002 của Bộ trưởng Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường.
Tổ chức, cá nhân liên quan đến việc thải nước thải sinh hoạt ra môi trường tuân thủ quy định tại Quy chuẩn này.
Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường có trách nhiệm h ướng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực hiện Quy chuẩnn ày. Trường hợp các tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn trong Quy chuẩn này sửa đổi, bổ sung hoặc thay thế thì áp dụng theo văn bản mới.