Công Ty Kỹ Thuật Môi Trường 247

1.Tại sao phải thiết kế hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt ?

a. Nước thải sinh hoạt – đối tượng thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt?

  Quá trình đô thị hoá tại Việt Nam diễn ra với cường độ cao. Đô thị ngày càng mở rộng, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng. Đặc biệt là việc phát triển các hệ thống xử lý nước thải tại Việt Nam còn khá thô sơ. Có thể nói rằng, người Việt Nam đang làm ô nhiễm nguồn nước uống bằng nước sinh hoạt thải ra hàng ngày. Do đó, chúng thúc đẩy việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và áp dụng nó một cách rộng rải.

Nước thải sinh hoạt là loại nước thải phát sinh ra từ các hoạt động sinh hoạt của con người. Từ hộ gia đình đến khu dân cư, khu đô thị, trung tâm thương mại, khu vui chơi giải trí, các cơ quan công sở, nhà hàng, chợ, bệnh viện, các công trình công cộng cho đến các cơ sở sản xuất.

b. Mối nguy hại của nước thải sinh hoạt đến con người và môi trường – điểm đáng quan tâm khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt để hạn chế các mối nguy hại như sau:

* Đối với con người

Hiện nay, hằng năm có khoảng 9.000 người tử vong do chất lượng nước và vệ sinh kém, hơn 250.000 người nhập viện vì vấn đề tiêu chảy do nguồn nước sử dụng bị ô nhiễm, gần 200.000 người mắc bệnh ung thư mỗi năm mà tác nhân chính bởi ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt theo thống kê từ Bộ Y tế và Bộ Tài Nguyên – Môi trường.

* Đối với môi trường

Nước thải sinh hoạt mang theo các chất độc hại thải ra môi trường, ảnh hưởng lớn nhất là môi trường nước do thành phần trong nước thải như:

Chất rắn lơ lửng (SS): lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây ra điều kiện yếm khí.

Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường sẽ ảnh hưởng đến đời sống của các động thực vật thủy sinh.

COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng của hệ sinh thái môi trường nước. Khi ô nhiễm quá mức hình thành điều kiện yếm khí. Quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H₂S, NH₃, CH₄… làm cho môi trường nước có mùi hôi và làm giảm pH của môi trường nước tiếp nhận.

Vi trùng gây bệnh: là nguyên nhân gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như ngộ độc thức ăn, vàng da, tiêu chảy,..

Màu: làm mất mỹ quan

Dầu mỡ: gây mùi và cản trở quá trình khếch tán của oxy bề mặt

c. Nhiệm vụ của thiết kế hệ thống xử lí nước thải

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhằm các mục đích chính như sau:

Nước thải sinh hoạt gây ra nhiều tác động tiêu cực đến con người và môi trường sống, nên cần có các biện pháp xử lý thích hợp nhằm loại bỏ các tác nhân không mong muốn chứa trong  nước.

Vì vậy thiết kế hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt là nhiệm vụ cấp bách và cần thiết trong đời sống của chúng ta

2. Các thông số ô nhiễm đặc trưng cần chú ý khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.

Các thông số cần loại bỏ khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

a. Thông số vật lí – thông số thứ nhất cần chú ý khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.

Hàm lượng chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS – SS) 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…).

Các chất rắn lơ lửng trong nước thải cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý.

Mùi

Các chất trong nước thải sau khi qua quá trình phân hủy sinh học trong điều kiện yếm khí sẽ gây ra các mùi vô cùng khó chịu. Hợp chất có mùi khó chịu nhất là H₂S mùi trứng thối.

Độ màu

Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải.

b. Thông số hóa học – thông số thứ hai cần chú ý khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.

Độ pH của nước

pH là đặc trưng cho chỉ số về nồng độ ion H⁺ chứa trong dung dịch, được dùng để biểu diễn tính axit và tính kiềm của nước.

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD)

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), đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước.

Nhu cầu oxy sinh học BOD

BOD: dùng để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước và nước thải. Thông số bắt buộc trong tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục vụ công tác quản lý môi trường

Oxy hòa tan ( Dissolved Oxygen – DO)

Tất cả các sinh vật sống dưới nước đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để duy trì các quá trình trao đổi chất nhằm sản sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản của mình. Oxy là chất khí hoạt động mạnh, tham gia vào các quá trình hóa sinh học trong nước.

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) COD:

Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thải, kể cả không bị phân hủy sinh học và được xác định bằng phương pháp bicromat trong môi trường axit sunfuric có thêm chất xúc tác – sunfat bạc.

Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

Nitơ là một trong những thành phần gây ô nhiễm nguồn nước,tồn tại dưới 3 dạng:

• Hợp chất hữu cơ
• Amoni
• Các hợp chất dạng oxy hóa (nitrat và nitrit)

Hàm lượng Nitơ trong nước thải cao sẽ làm tăng hàm lượng dinh dưỡng cho các sinh vật dưới nước và là nguyên nhân gây ra tình trạng thiếu oxy trong nước, suy giảm chất lượng nước. Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xử lý nước. Sự có mặt của Nitơ là tác nhân gây cản trở hiệu quả làm việc của các quy trình xử lý nước thải.

Phospho và các hợp chất chứa phospho

Trong các loại nước thải, Phospho tồn tại chủ yếu dưới các dạng phosphate. Các hợp chất Phosphat được phân chia thành Phosphat vô cơ và phosphat hữu cơ.

c. Thông số vi sinh vật học – thông số thứ ba cần chú ý khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho người. Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sông ký sinh, phát triển và sinh sản. Một sô” các sinh vật gây bệnh có thể sông một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán.

Vi khuẩn

Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thải là tác nhân gây các bệnh về đường ruột: dịch tả do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn do vi khuẩn Salmonella typhosa…

E-coli là loại vi khuẩn phổ biến chứa trong các loại nước thải. Vì vậy E-coli được chọn làm một trong những thông số để đánh giá chất lượng nước thải.

Virus

Virus có trong nước thải sinh hoạt có thể gây các bệnh có liên quan đến rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan…

Giun sán (helminths)

Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước.

3. Quy chuẩn kỹ thuật về nước thải sinh hoạt cần chú ý khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.

QUY ĐỊNH KỸ THUẬT (QCVN 14:2008/BTNMT) quy định về giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt như sau:

Bảng 3.1 Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị

Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi xả ra nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt;

Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khi xả ra nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt;

4.  Thiết kế hệ thống xử lí nước thải sinh hoạt đạt chuẩn

Thông qua sơ đồ ta có thể thuyết minh quy trình như sau:

Hồ thu gom và bể điều hòa

Nước thải được dẫn vào hệ thống, sau khi qua song chắn rác được đưa vào hồ thu gom dẫn vào bể điều hòa.  Bể điều hòa thực hiện nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm, nước thải được trộn lẫn liên tục thông qua hệ thống sục khí nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình vi sinh tiếp theo.

Bể ANOXIC

Nước thải sau khi đưa vào bể ANOXIC (bể thiếu khí) sẽ diễn ra các quá trình xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử amoni và khử nitrat thành khí nitơ, khử photpho. Các hợp chất hữu cơ trong nước thải được vi sinh vật phân hủy tại thành CO2, nước, và năng lượng.

Bể AEROTANK

Sau khi được bơm vào bể aerotank nước thải được xáo trộn với các vi sinh vật hiếu khí nhờ không khí cấp vào từ máy thổi khí và hệ thống đĩa phân phối khí được phân bố đều trên đáy bể. Quá trình này tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển. Lượng bùn dư sẽ được tuần hoàn lại bể chứa bùn, sau quá trừ xử lí thì lượng nước tách bùn sẽ đươc tuần hoàn lại bể điều hòa tiếp tục quy trình.

Bể sinh học MBR

Sau đó, đưa qua màng lọc MBR nhằm loại bỏ những chất thải, cặn bã có kịch thước rất nhỏ.

Bể chứa nước sau xử lí

Cuối cùng dẫn vào bể chứa nước và thải ra nguồn tiếp nhận và và đạt QCVN 14:2008