Đề tài Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Hàm Kiệm II, công suất 5000 m 3 /ngày đêm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Bình Thuận là tỉnh Duyên Hải cực Nam Trung Bộ, giáp với vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, có các trục giao thông huyết mạch nối liền với các vùng kinh tế trọng điểm của đất nước. Trong chiến lược thực hiện phát triển các khu công nghiệp (KCN) tại tỉnh Bình Thuận, KCN Hàm Kiệm II, thuộc xã Hàm Kiệm, huyện Hàm Thuận Nam là một trong các dự án ưu tiên để kêu gọi đầu tư. Sau sự thành công của KCN Phan Thiết và trước nhu cầu ngày càng cấp bách của thị trường, việc đầu tư và xây dựng KCN Hàm Kiệm II càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. KCN Hàm kiệm II được cấp phép đi vào hoạt động sẽ là động lực lớn thúc đẩy sự phát triển kinh tế của vùng, thu hút nhiều công nghệ sạch, tạo ra nhiều công ăn việc làm tại chỗ, góp phần tăng tỷ trọng công nghiệp, tăng thu nhập cho người dân và giảm tải dòng người đổ về các thành phố lớn tìm việc làm, đồng nghĩa giảm sức ép về an sinh xã hội, giáo dục, y tế, giao thông, trật tự xã hội cho vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Tuy nhiên bên cạnh những những lợi ích thiết thực mà KCN Hàm Kiệm II đem lại nó cũng phát sinh rất nhiều mặt tiêu cực về vấn đề môi trường như : khói bụi, tiếng ồn, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước thải… Vì vậy để giảm thiểu tối đa các tác động xấu đến môi trường, em xin chọn và thực hiện đề tài: “ Tính toán,thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung KCN Hàm Kiệm II, công suất 5000 m3/ngày đêm “ để thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 2 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Tính toán thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải cho khu công nghiệp Hàm Kiệm II đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 24:2009/BTNMT) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận để bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng. 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI • Tìm hiểu về hoạt động của khu công nghiệp Hàm Kiệm II: Cơ sở hạ tầng của khu công nghiệp. • Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải. • Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào. • Tính toán,thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải. • Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải. 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Đối tượng đề tài Công nghệ xử lý nước thải cho loại hình Khu Công nghiệp, cụm công nghiệp, khu chế xuất. Phạm vi đề tài Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung cho Khu Công nghiệp Hàm Kiệm II Nước thải đầu vào của trạm xử lý đã được xử lý sơ bộ đạt loại B (QCVN 24:2009/BTNMT) và được tập trung tại 1 (1 số) họng thu qua hệ thống cống dẫn từ các nhà máy trong khu công nghiệp đến bể tiếp nhận của trạm xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Hàm Kiệm II. Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất của các cơ sở sản xuất thuộc khu công nghiệp Hàm Kiệm II, chưa tính toán đến lượng nước mưa phát sinh có thể sâm nhập vào hệ thống thu gom nước thải tập trung của KCN. Thời gian thực hiện 1/11//2010 – 8/03/2011. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 3 5. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI • Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu công nghiệp, tìm hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác. • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải cho các khu công nghiệp qua các tài liệu chuyên ngành. • Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp. • Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị cho trạm xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý. • Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công trình đơn vị trong trạm xử lý nước thải. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Đề xuất phương án xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải Khu Công nghiệp. Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho nhân viên cũng như Ban quản lý Khu Công nghiệp. Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP HÀM KIỆM II 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU CÔNG NGHIỆP 1.1.1 Vị trí địa lý Khu Công Nghiệp Hàm Kiệm II, định vị trên địa bàn xã Hàm kiệm, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận. Vị trí dự án có tọa độ địa lý UTM,49p (1208459;0165387) nằm cách quốc lộ 1A khoảng 650m về phía Nam, cách trung tâm thành phố Phan Thiết khoảng 9 km về hướng Đông - Đông Bắc, cách ga Mường Mán khoảnh 5 km về phía Bắc, cách Tp Hồ Chí Minh khoảng 200 km về phía Tây – Tây Nam. KCN Hàm Kiệm II có tổng diện tích 433 ha, thuộc xã Hàm Kiệm, khu đất quy hoạch có giới hạn phạm vi tứ cạnh như sau: - Phía Nam cách quốc lộ 1 A khoảng 650m - Phía Đông giáp với đường ĐT 707 từ ngã Hai đi ga Mường Mán khoảng 1300m - Phía Tây giáp với KCN Hàm Kiệm I - Phía Bắc giáp với đất sản xuất nông nghiệp, cánh tuyến đường sắt Bắc Nam khoảng 2 km. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 5 • Bản đồ quy quạch sử dụng đất KCN hàm Kiệm II ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 6 • Sơ đồ vị trí dự án KCN Hàm Kiệm II ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 7 1.1.2 Điều kiện tự nhiên của KCN 1.1.2.1 Điều kiện địa lý, địa chất Bình Thuận là tỉnh tiếp giáp giữa Miền Trung và Miền Đông Nam Bộ và củng là một tỉnh Duyên Hải cực Nam Trung Bộ, có địa hình dạng đồi núi thấp, đồng bằng ven biển nhỏ hẹp. Địa hình hẹp ngang, kéo dài từ hướng Đông Bắc - Tây Nam, phân hóa thành 4 dạng địa hình chính: - Vùng đồi núi cát và cồn cát ven biển: chiếm 18,22 % diện tích tự nhiên. - Vùng đồng bằng phù xa : chiếm 9,43 % diện tích tự nhiên. - Vùng đồi gò : chiếm 31,66 % diện tích tự nhiên. - Vùng núi thấp và trung bình : chiếm 40,7 % diện tích tự nhiên. KCN Hàm Kiệm II định vị trên khu đất thuộc địa bàn xã Hàm Kiệm, huyện Hàm Thuận Nam, có địa hình cao, cao độ lớn nhất là 22m ở phíaTây Bắc và thấp nhất14,00m ở phía Đông Nam, hướng dốc chính của địa hình từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông. ( Nguồn: Dự án đầu tư xây dựng và kinh doanh hạ tầng kỹ thuật KCN Hàm Kiệm II). Thổ nhưỡng: Đất thuộc loại cát pha phát triển trên đất xám và đất feralit phát triển trên đá grannit, nghèo chất hữu cơ và dinh dưỡng.Khả năng giữa nước của đất kém, không thuận lợi cho phát triển công nghiệp. 1.1.2.2 Đặc điểm khí hậu - khí tượng Tỉnh Bình Thuận nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, nắng nhiều mưa ít với 2 mùa chủ yếu: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhìn chung khí hậu tại Bình Thuận tương đối ôn hòa và ít biến động. • Nhiệt độ không khí Trong năm 2005 nhiệt độ trung bình năm là 26 – 27o C, nhiệt độ cao nhất vào tháng 5 đến tháng 6 : 37,6 o C, nhiệt độ thấp nhất thường rơi vào tháng 1: 12,4o C Nhiệt độ trung bình của các năm ở Bình Thuận trong những năm gần đây hầu như không biến động, nhiệt độ qua 5 năm ( năm 2001 – 2005 )thay đổi: nhiệt độ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 8 trung bình năm chênh lệch 0,8oC, nhiệt độ tối thấp thay đổi khoảng 1,3o C. Diễn biến nhiệt độ không khí qua các năm được trình bày ở bảng 2.1 Bảng 2.1: Diễn biến nhiệt độ không khí qua các năm ( đơn vị o C ) Nhiệt độ (oC) 2001 2002 2003 2004 2005 PT HT PT HT PT HT PT HT PT HT Trung bình 27,1 26,7 26,9 26,7 27,0 26,6 27,0 26,3 27,0 26,8 Thấp nhất 17,8 17,6 17,9 17,0 18,6 17,3 18,6 18,3 18,6 17,4 Cao nhất 38,7 37,7 36,5 35,5 37,0 35,5 36,0 36,6 35,2 33,9 Nguồn: đánh giá hiện trạng môi trường tỉnh Bình Thuận, 2006 Ghi chú: PT: Trạm Phan Thiết HT: Trạm Hàm Tân • Gió và hướng gió Khu vực dự án có vị trí gần thành phố Phan Thiết nên cũng có 2 hướng gió chủ đạo là hướng Đông Tây ( gió Tây – Tây Nam vào mùa mưa) và gió Đông - Đông Bắc( vào mùa khô ). Tốc độ gió trung bình 2,5 – 2,6m/s. Các tháng mùa khô ( các tháng 1,2,3) gió thịnh hành chủ yếu hướng Đông Bắc đến Đông, tốc độ trong đất liền cấp 2- 3, chiều ven biển cấp 4 – 5, ngoài khơi gió Đông Bắc cấp 4-5, biển tốt đến động nhẹ. Tháng 4 gió chuyển hướng Đông đến Đông Nam. Từ giữa tháng 5 đến tháng 9, khu vực tỉnh nằm trong thời kỳ gió mùa Tây và Tây Nam hoạt động ổn định, trong đất liền gió thịnh hành chủ yếu hướng Tây và Tây Nam cấp 2-3, ngoài khơi có gió tây Nam cấp 4-5; một số ngày cuối tháng 5, tháng 7, gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh dần, ngoài khơi gió cấp 6, giật cấp 7-8 biển động. Từ giữa tháng 10 đến cuối tháng 11, gió chuyển hướng Đông Bắc đến Đông, trong đất liền cấp 2-3, ngoài khơi cấp 4-5, biển tốt đến động nhẹ. Từ tháng 12 gió ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 9 Đông Bắc mạnh dần, ngoài khơi gió Đông Bắc cấp 5-6, có ngày giật trên cấp 7, biển động. • Lượng mưa: Lượng mưa trung bình 2005 tại 2 trạm Hàm Tân và Trạm Phan Thiết được thống kê: 1258,8mm(Hàm Tân); 1142,3mm(Phan Thiết). Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa tập trung nhiều nhất từ tháng 6 đến tháng 9, có ngày mưa 200mm, gây gập úng đồng ruộng và có lũ nhỏ cục bộ. Diễn biến lượng mưa tại các trạm quan trắc được trình bày trong bảng 2.2 Bảng 2.2: Diễn biến lượng mưa tại các trạm quan trắc qua các năm ( đơn vị: mm). Năm 2001 2002 2003 2004 2005 Trạm Phan Thiết 1021,7 1060,6 1110,1 930,2 1142,3 Trạm Hàm Tân 1496,4 1591,5 1710,7 986,4 1258,8 Nguồn: Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn tỉnh Bình Thuận, 2006 • Đặc điểm thủy văn: Huyện Hàm Thuận Nam có các sông suối chảy qua bao gồm: sông Cà Ty, sông Móng, sông Cabet, sông Cái, các sông này gần khu vực thiết kế KCN. Về mùa mưa lũ, lưu lượng trên các sông lớn, về mùa khô lưu lượng hạn chế.Trên sông Móng hiện có đập dâng Ba Bầu tưới 2700 ha, thuộc khu vực xã Hàm Kiệm, Hàm Mỹ, Hàm Cường, Mường Mán và cung cấp nước cho thành phố Phan Thiết. Giai đoạn đầu có thể khai thác nguồn nước này cho KCN với quy mô 2000- 2500m3/ngđ. Quy hoạch của tỉnh đến năm 2010 lập thiết kế hồ Cabet cung cấp đủ nước cho các khu công nghiệp. • Diễn biến lũ: Bình Thuận có đặc điểm chung là các sông nằm trong lãnh thổ của tỉnh, phần lớn là ngắn, hẹp, độ dốc cao nên mùa mưa nước chảy mạnh, tạo ra lũ quét. Số trận lũ trong mùa mưa các năm gần đây đa số trên các sông đều tăng và thường tập trung vào tháng 9 – 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 10 Bảng 2.3: Số trận lũ trên các sông Trạm Sông TBNN 2001 2002 2003 2004 2005 ghi chú Tà Pao La Ngà 7 19 16 19 14 4 *Chưa đủ số liệu tính Z30D Dinh * 15 14 15 12 17 Cầu 37 Phan * 11 6 17 7 11 Mương Mán Cà Ty 4 9 5 11 10 8 Sông Lũy Lũy 4 7 8 9 9 20 Nguồn: Trung tâm dự báo KTTV Bình Thuận Vào mùa khô đặc biệt là từ tháng 2 đến cuối tháng 4, các sông suối nhỏ hầu hết bị khô cạn, mực nước trên các sông lớn xuống thấp. Nhìn chung khí tượng thủy văn tại Bình Thuận qua các năm gần đây diễn biến không quá phức tạp. Tuy nhiên tình hình không mưa kéo dài trong mùa khô ở nhiều nơi và các thiên tai do mưa lũ, lốc tố hạn hán…vẫn tiếp tục sẩy ra gây ảnh hưởng mạnh tới hoạt động sản xuất, cũng như đời sống của cộng đồng(tài sản, tính mạng của người dân và hệ sinh thái) ở nhiều nơi trong khu vực. • Chất lượng không khí Kết quả phân tích chất lượng không khí tại khu vực dự án được trình bày trong bảng 2.4. Bảng 2.4 Kết quả phân tích chất lượng không khí xung quanh tại khu vực dự án TT Chỉ tiêu ĐVT Kết quả TCVN 5937- 2005 K1 K2 K3 K4 1 T0 0C 27,5 29,7 31,0 31,1 - Độ ẩm % 83 74 56 71,3 - Tốc độ gió m/s 0.5 1,0 1,7 0,8 - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 11 2 Độ ồn Lmax dBA 81,3 74,0 57,8 55,6 - Lmin dBA 56,8 47,8 32,3 31,1 - LEQA dBA 66,9 58,6 42,0 41,2 3 Bụi µg/m3 450 320 260 250 300 4 S02 µg/m3 118 93 53 51 350 5 N02 µg/m3 75 56 36 32 200 Nguồn nhiệt đới và BVMT, 1/2007 Ghi chú: K1: Cổng UBNN xã Hàm Kiệm (tọa độ: UTM 49P 0176565;1209675) K2: Khu dân cư phía Bắc dự án (tọa độ: UTM 49P 0175932;1210990) K3: Đường ráp ranh KCN (tọa độ: UTM 49P 0175095;1219366) K4: Tại cột mốc đầu tiên của KCN (tọa độ: UTM 49P 0175116;1209963) Theo kết quả phân tích cho thấy các chỉ tiêu chất lượng không khí( S02, N02, Bụi) tại cả 2 vị trí đo đạc đều nằm trong giới hạn cho phép TCVN 5937-2005 (K2, K4 ) hai địa điểm còn lại có chỉ tiêu bụi vượt CTCP, nguyên nhân không đạt tiêu chuẩn do điểm lấy mẫu nằm trên đường lộ vào thời điểm đo đạc đường có mật độ giao thông lớn. • Chất lượng nước: - Chất lượng nước mặt xung quanh dự án: Huyện Hàm Thuận Nam có hệ thống kênh rạch, kênh mương bao gồm: sông Cà Ty,sông Móng, sông Cabet, sông Cái… các sông ,kênh này gần vị trí KCN Hàm Kiệm II Để đánh giá chất lượng nước tại khu vưc dự án, tháng 12/2008 viện kỹ thuật nhiệt đới và BVMT đã tiến hành lấy 5 mẫu nước mặt tại các sông rạch xung quanh KCN Hàm Kiệm II, kết quả phân tích thể hiện trong bảng 2.5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 12 Bảng 2.5: Chất lượng nước mặt tại khu vực dự án Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Giá trị giới hạn(TCVN5942- 1995) M1 M2 M3 M4 M5 A B 1 pH - 7,0 7,2 6,8 6,8 7,1 6-8,5 5,5-9 2 SS mg/l 36 5 25 23 32 20 80 3 EC µS 82 95 72 72 231 - - 4 DO mg/l 6,2 5,6 5,7 5,8 6,4 6 2 5 N-N03 mg/l 0,72 0,20 0,63 0,60 0,87 10 15 6 N-NH4 mg/l 0,066 0,034 0,061 0,071 0,105 0,05 1 7 P-P04 mg/l 0,053 0,019 0,057 0,049 0,05 - - 8 Tổng Fe mg/l 1,15 0,28 1,73 1,48 1,2 1 2 9 Pb µg/l KPH KPH KPH KPH 4 50 10 10 BOD5 mg/l 4 5 8 6 22 4 25 Nguồn: Viện kỹ thuật nhiệt đới và BVMT, 1/2007 Ghi chú: M1: Cống sông cái gần đập Đồng Đế chảy ra sông Cái, cách QL 1A khoảng km về hướng Bắc, (tọa độ: UMT 49P 0173435;1208441) M2: Đập ba Bầu: (tọa độ: UMT 49P 0184648;1209623) M3: Cống Mương Cái nằm cạnh QL1 A (tọa độ: UMT 49P 0122784;1297354) M4: Cống Mương Cái cạnh đường 707(đường đi ga Mương Mán), cách ngã 2 khoảng 1km, (tọa độ: UMT 49P 013946;1227465) M5: Sông cái ở cầu qua khu du lịch Suối Cát - Cột A áp dụng đối với nước mặt có thể dùng làm nguồn nước cấp sinh hoạt (nhưng phải qua quá trình xử lý theo qui định) - Cột B áp dụng cho nước mạt dùng cho mục đích khác. Nước dùng cho nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản có qui định riêng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 13 Các mẫu nước này thực chất chỉ từ một nguồn và chảy qua các khu vực khác nhau. Riêng sông Cái khi qua các lưu vực đã nhận thêm một phần nước thải sinh hoạt khu vực và nước chảy tràn có hàm lượng hữu cơ cao hơn (BOD tới 9 và hàm lượng Nitơ amoni trên 0,1). Nhìn chung, chất lượng nước mặt khu vực còn sạch, hầu hết các thông số đều đạt TCVN 5942-1995 (loại B), còn loại A vượt không đáng kể. Trong tương lai, nguồn nước từ hồ Ba Bầu dự kiến là nguồn nước cấp cho sinh hoạt trong khu vực. • Chất lượng nước dưới đất Theo tài liệu “ Đánh giá hiện trạng môi trường Bình Thuận, 2005” chất lượng nước dưới đất tỉnh Bình Thuận được nhận định như sau: - Chất lượng nước dưới đất vùng ven biển, cửa sông: Phần lớn nước dưới đất ở Bình Thuận là nước nhạt có nồng độ khoáng nhỏ hơn 0,5g/l. Tại các khu vực cửa sông nước có tổng độ khoáng hóa thay đổi từ 3-14g/l, tùy thuộc cấu tạo địa chất và xâm nhập mặn vào các cửa sông, trong đó có 3 lưu vực sông Phan, Cà ty, Lũy bị nhiễm mặn cao. Bảng 2.6: Diện tích các lưu vực bị nhiễm mặn Lưu vực sông Diện tích có tổng độ khoáng hóa 1-3 g/l 3-14 g/l >14 g/l Sông phan 15,5 km2 2,0 km2 - Sông Càty, sông Cái 68,4 km2 3.0 km2 0,6 km2 Sông Lũy 52 km2 5,5 km2 3,5 km2 Nguồn: Đánh giá tiềm năng phục vụ chiến lược phát triển KT- XH Bình Thuận. Trong những năm gần đây, tình trạng khai thác các lớp nước ngọt trên các cồn cát ven biển để sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản gia tăng tại nhiều nơi, đặt biệt là các địa bàn Phước Thể, Vĩnh Hảo, Chí Công (Tuy Phong), Phan Rí Thành, Hòa Phú (Bắc Bình)… làm cho nguồn nước dưới đất tại các khu vực này ngày càng bị nhiễm mặn và suy giảm trữ lượng. Một số đợt khảo sát, quan trắc vào tháng 5/2003 cho thấy: Khu vực Phước Thể (Tuy Phong) nguồn nước ngầm có độ mặn từ 0,8% - 1,35% (vượt TCCP) và ranh giới nhiễm mặn đã lấn sâu vào đất liền ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 14 so với ranh giới nhiễm mặn được lập năm 1990; Độ mặn nước giếng khu cấp nước sinh hoạt Đá Hàn (xã Hòa phú) là 5%0 (vượt TCCP), cao hơn so với số liệu đo tháng 3/1993 là 0,72 – 0,98%0. 1.2 CƠ SỞ HẠ TẦNG KHU CÔNG NGHIỆP 1.2.2 Hệ thống giao thông Giao thông đối ngoại - Đường Quốc lộ 1A: là tuyến Quốc lộ từ Bắc vào Nam, sẽ có lộ giới 76m, mặt cắt ngang bao gồm: Mặt đường rộng 12m x 2 bên =24m; giải ngăn cách ở giữa là 3 m,; Vỉ hè và dải cây xanh cách ly 2 bên rộng: 20m x 2 bên = 40m và 2 đường song hành 2 bên, mỗi bên rộng 19m, bao gồm: Mặt đường 8m; Vỉ hè phía Quốc lộ 1A rộng 3m và phía ngoài rộng 8m - Đường tỉnh lộ DT 707: là tuyến đường liên tỉnh có lộ giới 42 m, bao gồm mặt đường 12m, vỉa hè và dải cây xanh mỗi bên 15m. Mạng lưới đường trong khu công nghiệp Hàm Kiệm II Dựa vào ranh tiếp giáp tứ cạnh khu đất và giao thông đối ngoại, mạng lưới đường nội vi trong KCN được thiết kế song song và vuông góc với tuyến đường Quốc lộ 1A, tạo trong khu thiết kế nhu7nh4 ô đất vuông vức thuận lợi cho xây dựng. Mạng lưới đường gồm những tuyến đường sau: - Đường chính khu công nghiệp lộ giới 43m ( đường chính thứ 1 mặt cắt 1-1: đường Quốc lộ 1A đi qua): chiều rộng phần xe chạy 12m x 2 bên (24m); giải ngăn cách giữa rộng 3m và vỉa hè 2 bên, mỗi bên rộng 8m. - Đường chính khu công nghiệp lộ giới 35m (đường chính thứ 2 mặt cắt 2-2: đường Đông Tây vuông góc với Quốc lộ 1A đi vào): chiều rộng phần chạy xe 8m x 2 bên (16m); Giải ngăn cách rộng 3m và vỉa hè 2 bên, mỗi bên rộng 8m. - Đường nội bộ khu công nghiệp lộ giới 24m: Bao gồm các trục ngang Đông Tây và dọc trục Bắc Nam giao nhau tao thành các ô hình chữ nhật song song với tuyến đường Quốc lộ 1A (mặt cắt 3-3), bao gồm: chiều rộng phần xe chạy 8m và vỉa hè 2 bên, mỗi bên rộng 8m. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 15 • Tổng hợp đường dây đường ống và trồng cây xanh ven đường Theo quy phạm tất cả các đường ống đều phải đặt dưới vỉa hè. Khoảng cách giữa mép ngoài đường ống với nhau 1,5m, tim cây và tim cột điện 1,5-2m. Vỉa hè (giải kỷ thuật) có chiều rộng ≥ 8m trên các tuyến đường mới đảm bảo yêu cầu trên. Tổng chi phí đầu tư xây dựng hệ thống giao thông trong KCN Hàm Kiệm II dự toán 26.885,8 triệu đồng. Trong đó, mặt đường là 23.381,75 triệu đồng; đường đi bộ: 3.504,075 triệu đồng. • San nền và thoát nước mưa - San nền: Do đặc điểm địa hình KCN Hàm Kiệm II cao nên không bị ảnh hưởng của ngập lụt, nhưng do đặc điểm địa hình hiện trạng, có độ dốc không đồng đều nên đã tạo thành những vệt trũng ở KCN phía Tây Bắc(bầu nước, ruộng trũng) cần san đắp tạo mặt bằng xây dựng. Do đó phương án san nền được chọn như sau: + Đối với các khu vực thấp trũng, đắp nền và san phẳng và tạo độ dốc chung cho toàn KCN theo hướng từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông, dốc dần xuống Mương Cái + Các khu vực khác tận dụng địa hình thiên nhiên, cân bằng đào đắp tại chỗ, tạo độ dốc thoát nươc tốt, đảm bảo độ dốc chung cho toàn KCN. • Thoát nước mưa Hệ thống thoát nước mưa được xây dựng mới hoàn toàn bằng cống tròn BTCT và mương hở kè đá, tách riêng giữa nước mưa và nước thải công nghiệp. Hướng thoát nước chính cho toàn KCN phù hợp với hướng dốc của địa hình từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông thoát xuống mương hở kè đá bao quanh KCN xuống Mương Cái thoát ra sông Cái. Để giảm tiết diện đường cống và thoát nhanh cho các lưu vực dự kiến xây dựng tuyến mương hở kè đá kích thước rộng 4m(B=4m) trên dải cây xanh bao quanh KCN ở hướng Nam thoát xuống Mương Cái ở Đông Nam KCN. Hệ thống thoát nước mưa được thiết kế với các công bằng BTCT có kích thước bao gồm: D600, D2000. Tổng kinh phí cho công tác san nền và xây dượng hệ thống thoát nước mưa là: 25.641.300.000 VND. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 16 1.2.3 Điện, nước, thông tin liên lạc 1.2.3.1 Cấp nước cho KCN Nguồn nước cấp: KCN Hàm Kiệm II tọa lạc tại xã Hàm Kiệm, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận, là khu vực có nguồn nước mặt không được dồi dào, mạng lưới sông rạch tương đối ít, chất lượng nước dưới đất bị nhiễm mặn và trữ lượng khai thác chưa được điều tra nghiên cứu. Tuy nhiên qua thực tế của một số giếng khai thác ở các địa điểm dân cư trong vùng, nhận thấy khu vực gần Hồ Ba Bầu giếng có lưu lượng từ 10 – 15m3/giờ, còn khu vực giáp với KCN lưu lượng chỉ có thể đạt từ 3 – 5m3/giờ. Với khả năng khai thác như vậy, thì nguồn nước ngẩm chỉ có thể phục vụ cho việc xây dựng KCN trong giai doạn đầu, khi chưa có trạm cấp nước tập trung của KCN. Do đó, KCN dự kiến sẽ sử dụng nguồn nước từ hồ Ba Bầu dẫn qua kênh thủy lợi N4 và N8 đưa về trạm xử lý nước cấp của KCN để xử lý và cấp cho các nhà máy xí nghiệp trong KCN. Trạm cấp nước của KCN Hàm Kiệm II dự kiến xây dựng với công suất Q = 7.200m3/ngày, với diện tích S = 1ha. Trong trạm cấp nước bố trí hệ thống bơm biến tần, do vậy trong KCN không bố trí đài nước. Trong trạm cấp nước bố trí 2 xe cấp nước chữa cháy. Nguồn cấp nước cho hồ Ba Bầu bao gồm 2 hồ: (i) Hồ sông Móng (có dung tích W = 33,7 triệu m3) và (ii) Hồ Cabét (có dung tích W = 31triệu m3). Đồng thời nước từ 2 hồ này sẽ cung cấp cho 8.000ha đất nông nghiệp. Hồ Ba Bầu hiện nay có w = 7 triệu m3, diện tích S= 200ha, hiện đang tưới cho 2.700ha. Mực nước hồ khi xả ở cao trình 42m với 18 cửa và 2 kênh tưới, kênh Bắc và kênh Đông ( kích thước 4x4m sâu 2,5m), kênh Đông dẫn về 2 kênh chính là kênh N2 - N4 và các hệ thống tưới N6, N8, N10 tưới cho khu vực xã Hàm Kiệm, Hàm Mỹ. Theo hệ thống kênh này hệ thống cấp nước hiện tại của Hồ Ba Bầu cho KCN là 14.000 – 16.000m3/ngày. - Nhu cầu dùng nước: Lượng nước cấp cho KCN được xác định trên cơ sở diện tích toàn khu 143,02ha và tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp lấy theo tiêu chuẩn thực tế của các KCN đã xây dựng ở Việt Nam với Q = 50m3/ha.ngày. Do đó ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 17 lượng nước cấp cho KCN là 7.200 m3/ngày (tính cho cả nhu cầu nước chữa cháy cho 2 đám cháy với q = 25l/s trong 3 giờ liền W = 2(25 x 3600 x 3) x 1000 = 540m3) - Mạng lưới cấp nước: Nước từ Hồ Ba Bầu dẫn về trạm xử lý đạt chuẩn được tải vào mạng lưới đường ống để cung cấp cho toàn bộ KCN là 10.850m, các đường ống có kích thước từ 100 đến 300. Các tuyến ống bố trí từ nhà máy cấp nước ra các trục đường chính, có 200 và 300. Từ các tuyến chính phân bổ vào các lô công nghiệp và các khu dân cư lá 100. Ống cấp nước dùng ống gang dẻo, trên mạng lưới có bố trí các cột cứu hỏa 100 với khoảng cách 150m/1trụ. Ống cấp nước được đi trên vỉa hè hoặc trong dãy cây xanh cách ly và dược chôn sâu từ 1,2 – 1,5m. Tổng kinh phí xây dựng hế thống cấp nước cho KCN Hàm Kiệm II được khai toán 24.822 triệu đồng. • Thoát nước - Thoát nước mưa: Hệ thống thoát nước mưa trong KCN đã được xây dựng riêng biệt với hệ thống thoát nước bẩn ( nước thải) của KCN. Nước mưa của KCN đều dẫn từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông và thu gom vào muong hẻ kè đá xây dựng phía Nam ranh KCN với chiều rộng B = 4m. Sau đó dẫn ra mương cái. Cống thoát nước mưa của KCN được thiết kế với đường kính D600mm – D2000mm. Bản đồ qui hoạch thoát nước mưa thể hiện ở hính 1.4. - Thoát nước thải: lưu lượng nước thải của KCN Hàm Kiệm II ước tính khoảng 70 – 80% lượng nước cấp. Nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp sau khi xử lý tại cơ sở đạt giá trị Qui định cho phép đưa vảo Hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN (Loại B) sau đó xả thải vào hệ thống cống chung của toàn KCN và đưa về trạm xử lý nước thải tập trung để xử lý đạt QCVN 24:2009/BTNMT( Nguồn Loại A) trước khi xả vào hệ thống nước mưa ra sông Cái - Mạng lưới thoát nước bên ngoài nhà Máy:Thiết kế cống tự chảy đi qua tất cả các nhà máy và lợi dụng độ dóc của địa hình để thiết kế cống, đảm bảo cống không ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 18 chôn quá sâu, cống thoát nước thải có đường kính từ D300mm - D800mm, độ sâu chôn ống đầu tiên là 1,5m (tính đến đáy cống), độ sâu chôn ống sâu nhất là 4,5m. Độ dóc nhỏ nhất Imin = 1/D. Vận tốc nước chảy lớn nhất: 3m/s để đảm bảo không phá hủy cống và các mối nối. Vật liệu cống: dùng cống BTCT chịu tải trọng H10, những đoạn cống qua đường sử dụng cống H30. Dọc các tuyến cống bố trí các hố ga kết hợp làm giếng thăm với khoảng cách 30 – 50m/hố. Tổng chiếu dài của mạng lưới thoát nước KCN là 8.627m. Xử lý nước thải: - Nước thải được thu gom tập về trạm xử lý nước thải tập trung, nước thải của KCN được xử lý theo 2 cấp: - Nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp phải xử lý đạt tiêu chuẩn của ban quan lí KCN đưa ra trước khi xả vào cống thoát nước thải chung của KCN. - Nước thải tại trạm xử lý tập trung phải xử lý đạt qui chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. - Chọn vị trí đạt trạm xử lý nước thải ở phía Nam KCN, đây là vị trí có địa hình thấp trong khu, thuận lợi cho thu gom nước từ các nhà máy dẫn về. - Dự kiến dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải cho KCN Hàm Kiệm II: 1.2.3.2 Mạng lưới điện: + Phụ tải điện: Dựa vào qui chuẩn cấp điện cho các KCN được tính như bảng 1.3 Bảng 1.3. Bảng kê phụ tải điện STT Loại đất Diện tích (ha) Tiêu chuẩn cấp điện (KW/năm) Công suât điện (KW) 1 Đất nhà máy xí nghiệp 90,95 250 22.737,5 2 Đất kho bãi 7,66 80 - 100 766,0 3 Đất khu điều hành – dịch vụ 2,94 400 1.1760,0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 19 4 Đất hạ tầng kỹ thuật đầu mối 2,59 100 259,0 5 Đất cây xanh 21,32 10 213,2 6 Đất giao thông 17,56 10 175,0 7 Tổng cộng 143,02 25.327,3 Nguồn dự án ĐTXD và kinh doanh hạ tầng kỹ thuật KCN Hàm Kiệm II, 2006 - Số giờ sử dụng công suất max: 4.000h. - Tổng công suất toàn khu: 25.327,3 - Tổng dung lượng toàn khu: 31.660 KVA - Tổng điện năng có tính 10% tổn hao và 5% dự phòng: 116,5x106KWh/năm. • Nguồn Điện: - Việc cung cấp điện cho KCN Hàm Kiệm II bằng tuyến 110KV và trạm 110/22KV là cần thiết, các trạm 110KV hiện có tại các khu lân cận không đủ công suất cung cấp cho KCN Hàm KIệm II. - Theo qui hoạch chung, tại khu vực đất xây dựng KCN Hàm Kiệm II sẽ xây dựng trên trạm giảm áp trung gian 110/22KV-2x63MVA, (hoặc 3 máy 40MVA) để cấp điện cho toàn KCN Hàm Kiệm II. • Lưới điện: Từ trạm 110/22KV sẽ kéo 2 phát tuyến kép 22KW cấp cho KCN Hàm Kiệm II. mỗi tuyến mang tải khoảng 10MVA, các tuyến 22KV trong các KCN sẽ được xây dựng dọc theo các tuyến trục giao thông để dẫn đến các nhà máy, các tuyến này sẽ được xây dựng theo mạch vòng. 1.2.3.3 Thông tin liên lạc: Hệ thống thông tin liên lạc cho KCN Hàm Kiệm II – Huyện Thuận Nam sẽ là một hệ thống được ghép nối vào mạng viễn thông của bưu điện tỉnh Bình Thuận (cụ thể từ Bưu Điện Huyện Thuận Nam). Dự kiến quy hoạch chi tiết cho từng hạng mục được tóm tắt trong bảng 1.4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 20 Bảng 1.4: Dự kiến số máy điện thoại qui hoạch chi tiết cho từng hạng mục STT Hạng mục Diện tích (ha) Dự kiến (máy/ha) Số máy cần thiết 1 Đất nhà máy xí nghiệp 90,95 10 910 2 Đất kho tàng 7,66 2 15 3 Đất khu điều hành – dịch vụ 2,94 30 88 4 Đất hạ tầng kỹ thuật 2,59 1 3 5 Đất cây xanh 21,32 0 0 6 Đất giao thông 17,56 0 0 Tổng cổng 143,02 1.016 Xây dựng và lắp đặt Bưu Điện trung tâm cho toàn KCN với diện tích khoảng 2.000m2 tại các đường trục chính vào KCN thuộc khu đất khu dân cư dịch vụ - Thương mại để xây dựng và lắp đặt tổng đài, phục vụ các nhu cầu như: điện thoại công cộng, chuyển fax nhanh, điện thoại, thanh toán cước điện thoại, iternet, v.v… cho KCN. 1.2.4 Các nghành nghề tập trung của KCN Hàm Kiệm II Khu công nghiệp tập trung thu hút các xí nghiệp công nghiệp có quy mô vừa, trình độ công nghệ tiên tiến và các doanh nghiệp hiện đang hoạt động di dời ra khỏi trung tâm đô thị Những loại hình tập trung vào KCN là những loại hình công nghiệp, và sạch ít gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh, thu hút các nhà máy xí nghiệp có quy mô đa dạng, nhỏ từ 0,5 ha-1ha, 1ha- 3ha và sử dụng nhiều lao động ở địa phương. Các nghành nghề tập trung vào KCN Hàm Kiệm II bao gồm: - Công nghiệp chế biến lương thực, chế biến thịt, trái cây,… - Công nghiệp chế biến phân bón hóa học. - Công nghiệp may mặc. - Chế biến thức ăn gia súc, gia cầm, tôm,cá. - Công nghiệp lắp máy nông ngư cụ. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 21 - Công nghiệp lắp ráp máy móc, điện điện tử. - Chế biến gổ gia dụng. - Sản suất hàng tiêu dùng, hàng gia dụng, bao bì các loại. - Sản xuất gạch men, vật liệu trang trí nội thất. - Dịch vụ vận chuyển và kho bãi. 1.2.5 Thuận lợi và khó khăn 1.2.5.1 Thuận lợi: - Dự án phù hợp với đường lối công nghiệp hóa hiện đại hóa của Đảng và Nhà Nước. UBND Tỉnh Bình Thuận có quyết tâm và chủ trương thực hiện thành công kế hoạch phát triển KTXH của tỉnh trong đó có việc mời gọi đầu tư và phát triển KCN. - Tình hình và dự báo phát triển kinh tế của Tỉnh trong xu hướng thuận lợi. - Vị trí mối quan hệ với thành phố Phan Thiết, ga đường sắt Mương Mán, vùng kinh tế trọng điểm của phía Nam - Khả năng quỹ đất xây dựng của khu vực dự kiến rất phong phú, và có thể xây dựng hàng ngàn ha. - khu vực dự án chủ yếu là đất trồng cây ăn trái năng suất trung bình, ccac1 công trình kiến trúc kiên cố chiếm tỉ lệ nhỏ, đa phần là nhà cấp 4 nên không có khó khăn trong việc giải tỏa và di dời . 1.5.2.2 Khó khăn: - Hiện tại, cơ sở hạ tầng của khu chưa phát triển, điển hình như hệ thống cấp thoát nước, hệ thống chiếu sáng… nên phải xây dựng mới hoàn toàn do đó phải cần kinh phí đầu tư xây dựng rất lớn. - Xa các cửa khẩu lớn, xa thị trường lớn, nẳm trong vùng kinh tế tăng trưởng - Tỉnh còn nghèo, cơ sở hạ tầng còn yếu kém. - Tỉnh còn thiếu doanh nghiệp có năng lực tài chính và kinh nghiệm đủ mạnh để đầu tư hoặc liên kết với doanh nghiệp đầu tư… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 22 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI 2.1 Các thông số vật lý Hàm lượng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS - SS) có thể 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…). Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý. Mùi : Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S _ mùi trứng thối. Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S. Độ màu : Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co). 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. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 23 2.2 Các thông số hóa học Độ pH của nước pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước. pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước. Độ pH có ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD) Theo định nghĩa, 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). Về bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật. Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất. Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều. Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được số liệu tương đối về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn. COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp. Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD) Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20oC, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy và vi khuẩn hiếu khí. Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày. Thông số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (Carbonhydrat, protein, lipid..) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 24 BOD là một thông số quan trọng: - Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải. - Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên. - Là thông số bắt buộc để 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 đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản của mình. Oxy là yếu tố quan trọng đối với con người cũng như các thủy sinh vật khác. Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hóa sinh học trong nước: - Oxy hóa các chất khử vô cơ: Fe2+, Mn2+, S2-, NH3.. - Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước nhiễm bẩn trở nên sạch hơn. Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trò quan trọng của một số vi sinh vật hiếu khí trong nước. - Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển. Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hòa tan. Như đã đề cập, khả năng hòa tan của Oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn. Cũng vì lý do trên, hàm lượng oxy hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt. Nitơ và các hợp chất chứa nitơ Nito là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất. Nito là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào. Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 25 với lượng rất lớn. Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nito vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí. Như vậy, trong môi trường đất và nước, luôn tồn tại các thành phần chứa Nito: từ các protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion Nito vô cơ là sản phẩm quá trình khoáng hóa các chất kể trên: - Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, có thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàu protein. - Các hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô cơ (NH4+, NO2-, NO3-). Thuật ngữ “Nito tổng” là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên. Nito là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Phospho và các hợp chất chứa phospho Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho có liên quan đến sự chuyển hóa các chất thải của người và động vật và sau này là lượng khổng lồ phân lân sử dụng trong nông nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt và một số ngành công nghiệp trôi theo dòng nước. Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate. Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và phosphat hữu cơ. Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Việc xác định P tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1). Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 26 Chất hoạt động bề mặt Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp. 2.3 Các thông số vi sinh vật học 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 sống ký sinh, phát triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống 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 thường gây các bệnh về đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa... * Vi rút : Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan... Thông thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi rút. * Giun sán (helminths) Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước. Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả. Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và động vật. Trong người và động vật thường có vi khuẩn E. coli sinh sống và phát triển. Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường. Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn. Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 27 khác. Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác định số lượng số lượng E.coli đơn giản và nhanh chóng. Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước. 2.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.4.1 PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC Mục đích của xử lý cơ học là loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn và đầu ra khỏi nước thải, cân bằng lưu lượng và hàm lượng nước thải đi vào hệ thống xử lý nước thải tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo. Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải • Song chắn rác và lưới lọc rác Nhieäm vuï: nhaèm loaïi boû caùc loaïi raùc coù kích thöôùc lôùn, nhaèm baûo veä caùc coâng trình phía sau, caûn caùc vaät lôùn ñi qua coù theå laøm taéc ngheõn heä thoáng (ñöôøng oáng, möông daãn, maùy bôm) laøm aûnh höôûng ñeán hieäu quaû xöû lyù cuûa caùc coâng trình phía sau Song chắn rác làm bằng sắt tròn hoặc vuông đặt nghiêng theo dòng chảy một góc 60o nhằm giữ lại các vật thô. Vận tốc dòng nước chảy qua thường lấy 0,3- 0,6m/s. Lưới lọc giữ lại các cặn rắn nhỏ, mịn có kích thước từ 1mm - 1,5mm. Phải thường xuyên cào rác trên mặt lọc để tránh tắc dòng chảy. • Bể lắng Các loại bể lắng thường được dùng để xử lý sơ bộ nước thải trước khi xử lý sinh học hoặc như một công trình xứ lý độc lập nếu chỉ yêu cầu tách các loại cặn lắng khỏi nước thải trước khi xả ra nguồn nước mặt. Dùng để xử lý các loại hạt lơ lửng. Nguyên lý làm việc dựa trên cơ sở trọng lực. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 28 Hình 3.1. Bể lắng cát ngang Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chất lơ lửng và tính chất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ ẩm của cặn sau lắng và trọng lượng riêng của cặn khô. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: Lưu lượng nước thải, thời gian lắng (khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng thủy lực, sự keo tụ các chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng. • Bể vớt dầu mỡ Công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý). Vì vậy ta phải thu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau. Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn. • Lọc cơ học Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho 1 số loại nước thải công nghiệp. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 29 Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD. Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35% theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử trùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua xử lý sinh học Các loại thiết bị lọc: Lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở. Ngoài ra còn có lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 30 2.4.2 PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ Bản chất của quá trình xử lý hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường. Các phương pháp hóa lý được áp dụng để xử lý nước thải là đông tụ, keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, trích li, chưng cất, cô đặc, lọc ngược và siêu lọc, kết tinh, nhả hấp... Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt lơ lửng phân tán (rắn và lỏng), các khí tan, các chất vô cơ và hữu cơ hòa tan. • Phương pháp đông tụ và keo tụ Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn, huyền phù nhưng không thể tách được các chất nhiễm bẩn dưới dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hòa điện tích thường gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ • Quá trình đông tụ Trong đông tụ diễn ra quá trình phá vỡ ổn định trạng thái keo của các hạt nhờ trung hòa điện tích. Hiệu quả đông tụ phụ thuộc vào hóa trị của ion, chất đông tụ mang điện tích trái dấu với điện tích của hạt. Hóa trị của ion càng lớn thì hiệu quả đông tụ càng cao. Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau: Me3+ + HOH = Me(OH)3 + 3H+ Liều lượng của chất đông tụ tùy thuộc vào nồng độ tạp chất rắn trong nước thải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 31 Các chất đông tụ thường dùng là các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng. Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc thành phần, tính chất hóa lý và giá thành của nó, nồng độ tạp chất trong nước, pH và giá thành phần muối của nước. Các muối nhôm được làm chất đông tụ là Al2(SO4)3.28H2O; NaAlO2, Al2(OH)5Cl; KAl(SO4)2.12H2O và NH4Al(SO4)2.12H2O. Trong số đó, sunfat nhôm được sử dụng rộng rãi nhất. Nó hoạt động hiệu quả khi pH = 5 - 7,5. Sunfat nhôm tan tốt trong nước và có giá thành tương đối rẻ. Nó được sử dụng ở dạng khô hoặc dạng dung dịch 50%. Quá trình tạo bông đông tụ của một số muối nhôm như sau: Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 ↓ + 3CaSO4 + 6CO2 Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ là Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.4H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3. Hiệu quả lắng trong cao hơn khi sử dụng dạng khô hoặc dung dịch 10 - 15%. Các sunfat được dùng ở dạng bột. Liều lượng chất đông tụ phụ thuộc pH của nước thải. Đối với Fe3+ pH từ 6 – 9, còn đối với Fe2+ pH ≥ 9,5. Để kiềm hóa nước thải phải dùng NaOH và Ca(OH)2 . Quá trình tạo bông đông tụ diễn ra theo phản ứng: FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 ↓ + 3HCl Fe2(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 ↓ + 3H2SO4 Khi kiềm hóa : 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 ↓ + 3CaCl2 Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 ↓ + 3CaSO4 Muối sắt có ưu điểm so với muối nhôm: - Hoạt động tốt ở nhiệt độ nước thấp. - Giá trị tối ưu pH trong khoảng rộng hơn. - Bông bền và thô hơn. - Có thể ứng dụng cho nước có nồng độ muối rộng hơn. - Có khả năng khử mùi và vị lạ do có mặt của H2S. Tuy nhiên chúng cũng có một số nhược điểm: - Có tính acid mạnh làm ăn mòn thiết bị. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 32 - Bề mặt các bông ít phát triển hơn. - Tạo thành các phức nhuộm tan mạnh. Ngoài các chất nêu trên còn có thể sử dụng các chất đông tụ là các loại đất sét khác nhau, các chất thải sản xuất chứa nhôm, các hỗn hợp, dung dịch tẩy rửa, xỉ chứa dioxit silic. • Quá trình keo tụ Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào nước. Khác với qua trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng. Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxyt nhôm và sắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng. Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giả chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng. Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau: hấp phụ phân tử chất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ. Sự dính lại của các hạt keo do lực đẩy Vanderwalls. Dưới tác động của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cấu trúc 3 chiều, có thể tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước. Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chât tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulo, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O). Hình 3.3: Quá trình tạo bông cặn và các hạt keo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 33 • Tuyển nổi Tuyển nổi được ứng dụng để loại ra khỏi nước các tạp chất phân tán không tan và khó lắng. Trong nhiều trường hợp tuyển nổi còn được sử dụng để tách chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Về nguyên tắc, tuyển nổi được dùng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi, chi phí đầu tư và vận hành không lớn, thiết bị đơn giản, vận tốc nổi lớn hơn vận tốc lắng, có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ (90 - 95%), hiệu quả xử lý cao (95 - 98%), có thể thu hồi tạp chất. Tuyển nổi kèm theo sự thông khí nước thải, giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxi hóa. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu. Hiệu suất của quá trình tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bọt khí. Kích thước tối ưu của chúng nằm trong khoảng 15 - 30µm. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng. Để đạt được mục đích này, đôi khi người ta bổ sung vào nước các chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân pha như dầu bạch dương, phenol, natri ankylsilicat, cresol… Tùy thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu, quá trình tuyển nổi sẽ đạt hiệu suất cao đối với các hạt có kích thước từ 0,2 – 1,5mm. Điều kiện tốt nhất để tách các hạt trong quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lượng pha khí và pha rắn Gk/Gr = 0,01 ÷ 0,1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 34 hình 3.2 Thiết bị tuyển nổi • Hấp phụ Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả. Trong trường hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn: - Di chuyển chất cần hấp phụ từ nước thải đến bề mặt hạt hấp phụ (vùng khuếch tán ngoài) - Thực hiện quá trình hấp phụ - Di chuyển chất bên trong hạt chất hấp phụ (vùng khuếch tán trong) Ngưới ta thường dùng than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất thải của sản xuất như xỉ tro, xỉ, mạt sắt và các chất hấp phụ bằng khoáng chất như đất sét, silicagen, keo nhôm… Khi trộn chất hấp phụ với nước người ta sử dụng than hoạt tính ở dạng hạt 0,1mm và nhỏ hơn. Quá trình tiến hành trong một hoặc nhiều bậc. Hấp phụ một bậc được ứng dụng khi chất hấp phụ rất rẻ hoặc là chất thải của sản xuất. Quá trình hấp phụ nhiều bậc đạt hiệu quả cao hơn. Khi đó ở bậc một người ta chỉ sử dụng lượng than cần thiết để giảm nồng độ chất ô nhiễm từ C0 đến C1, sau ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 35 đó than được tách ra bằng lắng, còn nước thải đi vào bậc hai để được tiếp tục xử lý bằng than mới. 2.4.3 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải. • Phương pháp trung hòa Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5 – 8,5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách; trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóa học, lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa. • Phương pháp oxy hóa khử Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peoxyhyro (H2O2), ôxy của không khí, ôzon, pyroluzit (MnO2),…. Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những phương pháp khác. Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen. • Phương pháp điện hoá học Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hoá điện hoá trên cực anốt hoặc dùng để phục hồi các chất quý. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 36 2.4.4 Phương pháp xử lý sinh học Thực chất của phương pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Chúng chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan và những chất dễ phân hủy sinh học thành những sản phẩm cuối cùng như : CO2, H2O,NH4,.. Chúng sử dụng một số hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng nhằm duy trì quá trình, đồng thời xây dựng tế bào mới. Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý. 2.4.4.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên Ao hồ sinh học ( ao hồ ổn định nước thải) Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa. Phương pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chí phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao.Quy trình được tóm tắt như sau: Nước thải→ loại bỏ rác, cát sỏi,..→ Các ao hồ ổn định→ Nước đã xử lý ∗ Hồ hiếu khí Ao nông 0,3-0,5m có quá trình oxi hoá các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. Gồm 2 loại: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. ∗ Hồ kị khí Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất như nitrat, sulfat.. để oxi hoá các chất hữu cơ, các loại rượu và khí CH4, H2S,CO2,… và nước. Chiều sâu hồ khá lơn khoảng 2-6m. ∗ Hồ tùy nghi Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hoà tan có đều ở trong nước và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng đáy. Ao hồ tùy nghi được chia làm 3 vùng: lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khí tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí. Chiều sâu hồ khoảng 1-1,5m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 37 Hình 3.1: Hồ tùy nghi ∗ Hồ ổn định bậc III Nước thải sau khi xử lý cơ bản ( bậc II) chưa đạt tiêu chuẩn là nước sạch để xả vào nguồn thì có thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các công trình xử lý bậc III là ao hồ ồn định sinh học kết hợp với thả bèo nuôi cá. Phương pháp xử lý qua đất Thực chất của quá trình xử lý là: khi lọc nước thải qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo ra một màng gồm rất nhiều vi sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ sử dụng ôxy của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng. • Cánh đồng tưới • Cánh đồng lọc Hình 3.2 : Xử lý nước thải bằng đất ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 38 2.4.5 Công trình xử lý sinh học hiếu khí. Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí có thể kể đến hai quá trình cơ bản : – Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lửng. – Quá trình xử lý sinh trưởng bám dính. Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu như: bể Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay… 2.4.5.1 Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân đế cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. Trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng lượng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thải được chuyển hoá thành các chất vô cơ như H2O, CO2 không độc hại cho môi trường. Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau : Chất hữu cơ + vi sinh vật + ôxy ⇒ NH3 + H2O + năng lượng + tế bào mới hay có thể viết : Chất thải + bùn hoạt tính + không khí ⇒ Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư Một số loại bể aerotank thường dùng trong xử lý nước thải: ∗ Bể Aerotank truyền thống : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 39 Xaû buøn töôi Nöôùc thaûi Tuaàn hoaøn buøn hoaït tính Beå laéng ñôït 2 Beå Aerotank nguoàn tieáp nhaän Xaû ra Xaû buøn hoaït tính thöøa Beå laéng ñôït 1 Hình 3.3: sơ đồ công nghệ đối với bể Aerotank truyền thống ∗ Bể Aerotank tải trọng cao: Hoạt động của bể aerotank tải trọng cao tương tự như bể có dòng chảy nút, chịu được tải trọng chất bẩn cao và cho hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít năng lượng, lượng bùn sinh ra thấp. Nước thải đi vào có độ nhiễm bẩn cao, thường là BOD>500mg/l. tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000mg BOD/g bùn (không tro) trong một ngày đêm. ∗ Bể Aerotank có hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dòng chảy (bể có dòng chảy nút ) Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảm dần từ đầu đến cuối bể do đó nhu cầu cung cấp ôxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ. Ưu điểm : - Giảm được lượng không khí cấp vào tức giảm công suất của máy thổi khí. - Không có hiện tượng làm thoáng quá mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của vi khuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ. - Có thể áp dụng ở tải trọng cao (F/M cao), chất lượng nước ra tốt hơn. ∗ Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact Stabilitation) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 40 Bể có 2 ngăn : ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh Tuaàn hoaøn buøn Beå Aerotank Ngaên taùi sinh buøn hoaït tính Ngaên tieáp xuùc Beå laéng ñôït 1 Nöôùc thaûi Xaû buøn töôi nguoàn tieáp nhaän Beå laéng ñôït 2 Xaû buøn hoaït tính thöøa Xaû ra Hình 3.4 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc. Ưu điểm của dạng bể này là bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu được sự dao động của lưu lượng và chất lượng nước thải, có thể ứng dụng cho nước thải có hàm lượng keo cao. ∗ Bể thông khí kéo dài Khi nước thải có tỉ số F/M ( tỉ lệ giữa BOD5 và bùn hoạt tính-mgBOD5/mg bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thông khí thường là 20-30h Tuaàn hoaøn buøn hoaït tính Beå Aerotank laøm thoaùng keùo daøi 20 -30 giôø löu nöôc trong beå Nöôùc thaûi Löôùi chaén raùc Beå laéng ñôït 2 Xaû ra nguoàn tieáp nhaän Ñònh kyø xaû buøn hoaït tính thöøa Hình 3.11: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thoáng kéo dài. ∗ Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 41 X a û bu øn töôi Be å la éng ñô ït 1 Nöô ùc tha ûi X a û bu øn hoa ït tính thö øa Tuaàn hoa øn buøn Be å la éng ñô ït 2 nguo àn tie áp nhaän X aû ra M a ùy khua áy be à m a ët Hình 3.5 : sơ đồ làm việc của bể Arotank khuấy trộn hoàn chỉnh. Ưu điểm: pha loãng ngay tức khắc nồng độ của các chất ô nhiễm trong toàn thể tích bể, không xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho loại nước thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng. ∗ Oxytank Dựa trên nguyên lý làm việc của aerotank khuấy đảo hoàn chỉnh người ta thay không khí nén bằng cách sục khí oxy tinh khiết Hình 3.13: Oxytank Ưu điểm: - Hiệu suất cao nên tăng được tải trọng BOD - Giảm thời gian sục khí - Lắng bùn dễ dàng - Giảm bùn đáng kể trong quá trình xử lý ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 42 2.4.5.2 Mương oxy hóa Mương ôxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh có dạng vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương. 2.4.5.3 Lọc sinh học – Biofilter Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Có 2 dạng: - Bể lọc sinh học nhỏ giọt: là bể lọc sinh học có vật liệu lọc không ngập trong nước. Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l với lưu lượng nước thải không quá 1000 m3/ngđ. - Bể lọc sinh học cao tải: lớp vật liệu lọc được đặt ngập trong nước. Tải trọng nước tới10 ÷ 30m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt. Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một bể lọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn. 2.4.5.4 Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors) RBC gồm một loại đĩa tròn xếp liền nhau bằng polystyren hay PVC. Những đĩa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ. Trong khi vận hành, sinh vật tăng trưởng sẽ dính bám vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên toàn bộ bề mặt ướt của đĩa. Đĩa quay làm cho sinh khối luôn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với không khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí. 2.4.6 Công trình xử lý sinh học kỵ khí Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có ôxy. Việc chuyển hoá các axit hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Lượng chất hữu cơ chuyển hoá thành khí vào khoảng 80 ÷ 90%. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 43 Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 ÷ 35 oC. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. Trong quá trình lên men kỵ khí, thường có 4 nhóm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau: - Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme như các polysaccharide và protein thành các monomer. Kết quả của sự “bẻ gãy” mạch cacbon này chưa làm giảm COD. - Các monomer được chuyển hóa thành các axit béo (VFA) với một lượng nhỏ H2 . Các axit chủ yếu là Acetic, propionic và butyric với những lượng nhỏ của axit Valeric. Ở giai đoạn axit hóa này, COD có giảm đi đôi chút (không quá 10%). - Tất cả các axit có mạch carbon dài hơn axit acetic được chuyển hóa tiếp thành acetac và H2 bởi các vi sinh vật Acetogenic 2.4.6.1 Phương pháp kị khí với sinh trưởng lơ lửng ∗ Phương pháp tiếp xúc kị khí Bể lên men có thiết bị trộn và bể lắng riêng Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 ÷ 12 giờ. Cần thiết bị khử khí (Degasifier) giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi. ∗ Bể UASB ( upflow anaerobic Sludge Blanket) Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hưũ cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 44 pha lỏng và rắn. Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành UASB. Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h. Hình 3.6: Bể UASB 2.4.6.2 Phương pháp kị khí với sinh trưởng gắn kết ∗ Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ (ANAFIZ) Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc có thể được vận hành ở chế độ dòng chảy ngược hoặc xuôi. Giá thể lọc trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nó cũng có khả năng phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hóa. ∗ Lọc kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trương nở (ANAFLUX) Vi sinh vật được cố định trên lớp vật liệu hạt được giãn nở bởi dòng nước dâng lên sao cho sự tiếp xúc của màng sinh học với các chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích là lớn nhất. Ưu điểm: - Ít bị tắc nghẽn trong quá trình làm việc với vật liệu lọc. - Khởi động nhanh chóng - Không tẩy trôi các quần thể sinh học bám dính trên vật liệu - Có khả năng thay đổi lưu lượng trong giới hạn tốc độ chất lỏng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 45 2.5 MỘT SỐ HỆ THỐNG XLNT ĐANG ÁP DỤNG TẠI CÁC KCN 2.5.1 Khu công nghiệp Tân Tạo Thông số cơ bản Tổng lưu lượng nước thải: 6000m3/ngđ Lưu lượng trung bình giờ (24h): 250 m3/h Lưu lượng tối đa: 400 m3/2h Tính chấtcơ bản của nước thải dầu vào pH = 6 - 9 SS = 200mg/l BOD5 = 400mg/l COD = 600mg/l Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945-2005) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 46 Hình 2.7: Sơ đồ công nghệ hệ trạm XLNT khu công nghiệp Tân Tạo Công nghệ chủ đạo: Công nghệ truyền thống xử lý sinh học với bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng. Ưu điểm: - Công nghệ đơn giản, dễ vận hành. - Sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng lớn. - Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. Nhược điểm - Diện tích xây dựng lớn. - Đòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động Nước thải từ các nhà máy (tiền xử lý) Bể thu gom Bể điều hòa Hệ điều chỉnh pH, NaOH, H2SO4 Bể bùn hoạt tính Bể tách bùn Bể khử trùng Nguồn tiếp nhận Dinh dưỡng N/P Khí nén Bể gom bùn Máy ép bùn Bánh bùn Thu gom xử lý Clo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 47 - Không đề phòng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn. 2.5.2 Khu công nghiệp Việt Nam – Singapore (VSIP) Thông số cơ bản Lưu lượng dòng thải thiết kế: 6.000 m3/ngày.đêm. Lưu lượng dòng thải thực tế hiện nay: 2.500 m3/ng.đêm. Tính chất nước thải đầu vào COD = 600 mg/l BOD = 400 mg/l SS = 400 mg/l TDS = 400 mg/l Dầu mỡ = 60 mg/l Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945 – 2005) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 48 Hình 2.8: Sơ đồ công nghệ trạm XLNT khu công nghiệp Việt Nam - Singapore Công nghệ chủ đạo: Sử dụng công nghệ vi sinh bám dính (lọc sinh học) kết hợp với bùn hoạt tính aerotank truyền thống. Ưu điểm: - Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, kết hợp xử lý bằng vi sinh vật lơ lửng và dính bám vì vậy hiệu quả xử lý rất cao. - Hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, nước thải đầu ra đạt chất lượng tốt Nhược điểm: - Khá tốn kém do phải thường xuyên thay vật liệu lọc. - Chi phí đầu tư ban đầu cao, tốn nhiều diện tích xây dựng - Sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn. 2.5.3 Khu công nghiệp Linh Trung 1 Lưu lượng nước thải thiết kế: 5.000m3/ngđ Tính chất nước thải đầu vào Bể lắng Bể lắng Hố thu gom Bể phân phối Trống lọc Bể điều hòa Hố bơm Tháp lọc sinhhọc Bể tuần hoàn Bể aerotank Bể nén bùn Máy ép bùn Nước thải sau xử lý ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 49 BOD5 = 500 mg/l COD = 800 mg/l SS = 300 mg/l Nhiệt độ = 45°C pH = 5 - 9 Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại A (TCVN 5945-2005) Hình 2.9: Sơ đồ công nghệ trạm XLNT khu công nghiệp Linh Trung 1 Công nghệ chủ đạo: Sử dụng công nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp SBR là chủ yếu, có kết hợp cơ học - vật lý. Ưu điểm: - Khả năng xử lý nước thải có BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm diện tích, không cần nhiều nhân viên. - Không tốn chi phí cho việc tuần hoàn bùn. - Thời gian xử lý có thể điều chỉnh linh hoạt Bể thu gom Lưới chắn rác tinh Bể điều hòa Bể SBR Bể chứa sau xử lý sinh học Bộ lọc tinh Bể đệm Bể tiếp xúc Clorine Đầu ra Bể lọc than hoạt tính Bể nén bùn Máy ép bùn Polymer Bánh bùn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 50 Nhược điểm: - Đòi hỏi người vận hành phải có trình độ cao, vận hành phức tạp, chi phí xây dựng tốn kém. - Đòi hỏi nhiều năng lượng để cấp cho máy thổi khí trong suốt quá trình hoạt động. - Chi phí đầu tư xây dựng bể lọc than hoạt tính không hợp lý, tốn kém do phải thay than hoạt tính theo định kì, nước thải có thể không cần qua giai đoạn này mà vẫn đạt hiệu quả. 2.5.4 Khu Chế Xuất Tân Thuận Công suất thiết kế: 10.000m3/ngày Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945-2005) Hình 2.10: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải KCX Tân Thuận Ưu điểm: - Hệ thống xử lý hoá học là chủ yếu - Ít tốn diện tích xây dựng - Không đòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động Nhược điểm: - Chi phí xử lý cao - Người điều hành cần có kỹ năng: Theo dõi, kiểm tra các chỉ tiêu đầu ra thường xuyên. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 51 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO KCN HÀM KIỆM II 3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dựa vào - Công suất trạm xử lý. - Chất lượng nước sau xử lý. - Thành phần, tính chất nước thải khu công nghiệp. - Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước. - Hiệu quả quá trình. - Diện tích đất sẵn có của khu công nghiệp - Quy mô và xu hướng phát triển trong tương lai của khu công nghiệp. - Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường. 3.2 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI KCN HÀM KIỆM II 3.2.1 Lưu lượng nước thải Ở khu công nghiệp, nước thải được kiểm soát bằng lượng nước cấp cho khu công nghiệp hoạt động. Ước tính có khoảng 90 – 95% nước cấp dùng cho sản xuất, 5 – 10% dùng cho sinh hoạt. Lưu lượng nước thải công nghiệp dao động phụ thuộc vào lượng nước được sử dụng trong sản xuất biến động theo ngày. Khu công nghiệp sử dụng nước cấp do công ty cấp nước tỉnh Bình Thuận cung cấp. Nhu cầu cấp nước cho KCN hoạt động với công suất là 7.200m3/ngàyđêm. Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu đi vào hoạt động các nhà máy, cơ sở sản xuất chưa lấp đầy KCN nên hiện nay nhu cầu dùng nước khoảng 5.000m3/ngày. Lượng nước thải tính bằng 80% lượng nước cấp. Từ đó có thể ước tính lượng nước thải hiện nay đây cũng là. Đây cũng là cơ sở tính toán thiết kế và xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung cho KCN trong giai đoạn 1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 52 3.2.2 Thành phần và tính chất nước thải Nước thải có thể chứa các chất tan, không tan, các chất vô cơ hoặc hữu cơ. Bảng 3.1: Thành phần tính chất nước thải KCN Hàm Kiệm II trước và sau xử lý STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị đầu vào QCVN 24:2009/BTNMT (loại A) 01 Nhiệt độ 0C 40 40 02 pH 6 – 9 6 – 8,5 03 BOD5 (20oC) mg/l 300 30 04 COD mg/l 500 50 05 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 250 50 06 Độ màu Pt-Co 200 20 07 Asen (As) mg/l 0.1 0.05 08 Cadmi (Cd) mg/l 0.02 0.005 09 Chì (Pb) mg/l 0.5 0,1 10 Clo dư (Cl) mg/l - 1 11 Crom (IV) (Cr4+) mg/l 0.1 0.05 12 Crom (III) (Cr3+) mg/l 1 0.2 13 Dầu mỡ khoáng mg/l 5 5 14 Dầu mỡ thực vật mg/l 20 10 15 Đồng (Cu) mg/l 2 2 16 Kẽm (Zn) mg/l 3 3 17 Mangan (Mn) mg/l 1 0.5 18 Niken (Ni) mg/l 0.5 0.2 19 Phốtpho hữu cơ mg/l 0.5 - 20 Phốt pho tổng số mg/l 6 4 21 Tetracloetylen mg/l 0.005 - 22 Thiếc (Sn) mg/l 1 0.2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 53 STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị đầu vào QCVN 24:2009/BTNMT (loại A) 23 Thuỷ ngân (Hg) mg/l 0.01 0.005 24 Tổng Nitơ mg/l 30 15 25 Tricloetylen mg/l 0.1 - 26 Amoniac (NH3) mg/l 10 5 27 Florua (F) mg/l 10 5 28 Phenol mg/l 0.5 0.1 29 Sulfua (S) mg/l 0.5 - 30 Xianua (CN) mg/l 0.1 0.07 31 Coliform MPN/100ml 5.000 3000 32 Tổng hoạt độ phóng xạ Bp/l 0.1 0.1 33 Tổng hoạt độ phóng xạ Bp/l 1 1 (Nguồn: Ban quản lý khu công nghiệp Hàm Kiệm II) Nhận xét: Bảng thành phần tính chất nước thải trước và sau xử lý cho thấy sau khi nước thải được xử lý sơ bộ tại các cơ sở sản xuất đã cơ bản đạt chỉ tiêu nguồn tiếp nhận (Sông Cái) chỉ còn một số thông số như BOD, COD, SS, độ màu, N tổng, Coliforms còn khá cao. Do đặc thù nước thải tập trung KCN Hàm Kiệm II là nước thải không độc hại như nước thải xi mạ,dệt nhuộm …nên em đề xuất công nghệ theo hướng xử lý sinh học là chủ đạo. Tuy nhiên trong quá trình thiết kế và xây dựng em vẫn đưa vào quy trình xử lý hóa lý để xử lý sự cố khi nước thải đầu vào có nồng độ ô nhiễm cao. và xử lý đạt loại A - QCVN 24:2009/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. 3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Dựa trên việc phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử lý, điều kiện kinh tế, kỹ thuật đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho KCN như sau: 3.3.1 Phương án 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 54 BỂ PHẢN ỨNG POLYMER MÁY ÉP BÙN MÁY THỔI KHÍ bùn tuần hoàn BỂ LẮNG II BỂ TRUNG GIAN BỒN LỌC ÁP LỰC BỂ KHỬ TRÙNG BỂ CHỨA BÙN SÂN PHƠI BÙN BỂ TRỘN BỂ LẮNG I BỂ ĐIỀU CHỈNH pH BỂ AROTANK H2SO4, NaOH SÔNG CÁI PAC, NaOH CHÔN LẤP MÁY THỔI KHÍ SONG CHẮN RÁC THIẾT BỊ LƯỢC RÁC TINH BỂ ĐIỀU HÒA HỐ THU ĐẦU VÀO & TRẠM BƠM HỐ THU polymer NƯỚC THẢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 55 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 1 3.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1 Nước thải từ các cơ sở sản xuất trong KCN Hàm Kiệm II sẽ tự chảy về hố thu của nhà máy xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua song chắn rác để loại bỏ những loại rác thô để bảo vệ bơm trong hố thu. Nước thải từ hố thu được luân phiên bơm bằng 2 bơm chìm lên thiết bị lược rác tinh. Thiết bị này dùng để tách các loại rác, đá, sỏi có kích thước lớn hơn 1,5mm ra khỏi nước thải. Nước thải sau khi tách rác đi vào bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và hàm lượng chất thải trong nước thải đi vào nhà máy, đồng thời hạn chế vi sinh kị khí phát triển do có gắn các đĩa phân phối khí. Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua hệ thống xử lý hóa học bằng 2 bơm chìm. Trên đường ống dẫn vào bể keo tụ thì nước thải được châm NaOH để nâng pH của nước thải lên khoảng 9,2 - 9,7. Với pH cao thì kim loại nặng sẽ chuyển sang dạng hidroxit không tan. Nước thải tiếp tục đi vào bể keo tụ tại đây chất keo tụ FeCl3 được thêm vào để giúp quá trình keo tụ các hidroxit kim loại. Tiếp theo nước thải đi vào bể phản ứng và sự có mặt của chất trợ keo tụ là một loại polymer anion để tiếp tục làm tăng kích thước và trọng lượng bông cặn tạo thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo. Sau bể phản ứng là bể lắng sơ cấp (lắng I) các chất kết tủa lắng xuống đáy bể, dưới đáy bể có hệ thống cào bùn vào trung tâm đáy bể hình nón và được 2 bơm bùn luân phiên định kì bơm về bể nén bùn. Nước sau khi ra khỏi bể lắng I sẽ được điều chỉnh pH thích hợp trước khi tự chảy tự chảy về bể Aerotank. Ở đây khí được cung cấp nhờ các đĩa phân phối khí giúp cho quá trình hòa tan oxy được hiệu quả. Mục đích giai đoạn này là dựa vào hoạt động phân hủy của vi sinh vật làm giảm lượng hữu cơ trong nước thải cũng như làm đông tụ các chất thải dưới dạng keo lắng. Sinh khối vi sinh vật tăng lên đồng thời, hàm lượng chất hữu cơ giảm đi. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 56 Sau đó nước tự chảy về bể lắng thứ cấp (bể lắng II), bể lắng II có nhiệm vụ giúp cho việc lắng tách bùn hoạt tính và nước thải đã được xử lý, bùn lắng phần lớn được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank, lượng bùn dư được bơm vào bể nén bùn. Để đảm bảo nước thải đầu ra đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, ta tiến hành lọc lại nước thải sau khi lắng. Do đó nước thải sau lắng II cho chảy vào bể chứa trung gian. Bể chứa trung gian có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng trước khi bơm lên bể lọc áp lực. Quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên vât liệu lọc, giữ lại những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng ở các công trình trước. Sau một thời gian hoạt động, ta tiến hành rửa ngược bể lọc. Nước sau rửa lọc được đưa về bể điều hòa và thực hiện quá trình xử lý tiếp theo. Nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận phải cho qua bể khử trùng (khử trùng bằng NaOCl) nhằm loại bỏ các vi trùng gây bệnh. Mục đích của việc xử lý bùn là để ổn định khối lượng bùn thải, khử nước để làm giảm thể tích bùn. Bùn được bơm từ 2 bể lắng để phân hủy . Bùn sau đó được bơm về máy ép bùn, trộn lẫn với 1 loại Polymer Cation để giúp bùn kết vón lại và tăng hiệu quả tách loại nước. Nước tại máy ép bùn được bơm ngược về hố thu. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 57 3.3.3 Phương án 2 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ phương án 2 Poymer anion Bùn dư Bùn tuần hoàn Bơm nước thải NƯỚC THẢI HỐ THU & TRẠM BƠM Cặn rác THIẾT BỊ LƯỢC RÁC TINH CHÔN LẤP Thổi khí BỂ TẠO BÔNGPolymer Bùn lắng BỂ KEO TỤ FeCl BỂ LẮNG I BỂ ĐIỀU HÒA Bơm nước thải Nư ớc d ư BỂ NÉN BÙN MÁY ÉP BÙN MƯƠNG OXY HÓAThổi khí BỂ LẮNG II HỒ SINH VẬT SÔNG CÁI THÙNG CHỨA BÙN CHÔN LẤP NaOH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 58 3.3.4 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2 Nước thải từ các cơ sở sản xuất trong KCN Hàm Kiệm II sẽ tự chảy về hố thu của nhà máy xử lý nước thải theo đường ống chính. Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua song chắn rác để loại bỏ những loại rác thô để bảo vệ bơm trong hố thu. Nước thải từ hố thu được luân phiên bơm bằng 2 bơm chìm lên thiết bị lược rác tinh. Thiết bị này dùng để tách các loại rác, đá, sỏi có kích thước lớn hơn 1,5mm ra khỏi nước thải. Nước thải sau khi tách rác đi vào bể điều hòa. Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và hàm lượng chất thải trong nước thải đi vào nhà máy, đồng thời hạn chế vi sinh kị khí phát triển do có gắn các đĩa phân phối khí. Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua hệ thống xử lý hóa học bằng 2 bơm chìm. Trên đường ống dẫn vào bể keo tụ thì nước thải được châm NaOH để nâng pH của nước thải lên khoảng 9,2 - 9,7. Với pH cao thì kim loại nặng sẽ chuyển sang dạng hidroxit không tan. Nước thải tiếp tục đi vào bể keo tụ tại đây chất keo tụ FeCl3 được thêm vào để giúp quá trình keo tụ các hidroxit kim loại. Tiếp theo nước thải đi vào bể phản ứng và sự có mặt của chất trợ keo tụ là một loại polymer anion để tiếp tục làm tăng kích thước và trọng lượng bông cặn tạo thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo. Sau bể phản ứng là bể lắng sơ cấp (lắng I) các chất kết tủa lắng xuống đáy bể, dưới đáy bể có hệ thống cào bùn vào trung tâm đáy bể hình nón và được 2 bơm bùn luân phiên định kì bơm về bể nén bùn. Nước sau khi ra khỏi bể lắng I sẽ được điều chỉnh pH thích hợp trước khi tự chảy tự chảy về mương oxy hóa. Ở đây khí được cung cấp nhờ các đĩa phân phối khí giúp cho quá trình hòa tan oxy được hiệu quả. Mục đích giai đoạn này là dựa vào hoạt động phân hủy của vi sinh vật làm giảm lượng hữu cơ trong nước thải cũng như làm đông tụ các chất thải dưới dạng keo lắng. Sinh khối vi sinh vật tăng lên đồng thời, hàm lượng chất hữu cơ giảm đi. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 59 Sau đó nước tự chảy về bể lắng thứ cấp (bể lắng II), bể lắng II có nhiệm vụ giúp cho việc lắng tách bùn hoạt tính và nước thải đã được xử lý, bùn lắng phần lớn được bơm tuần hoàn lại mương oxy hóa, lượng bùn dư được bơm vào bể nén bùn. Để đảm bảo nước thải đầu ra đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, ta tiến hành lọc lại nước thải sau khi lắng. Do đó nước thải sau lắng II cho chảy vào bể chứa trung gian. Bể chứa trung gian có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng trước khi bơm lên bể lọc áp lực. Quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên vât liệu lọc, giữ lại những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng ở các công trình trước. Sau một thời gian hoạt động, ta tiến hành rửa ngược bể lọc. Nước sau rửa lọc được đưa về bể điều hòa và thực hiện quá trình xử lý tiếp theo. Nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận phải cho qua bể khử trùng (khử trùng bằng NaOCl) nhằm loại bỏ các vi trùng gây bệnh. Mục đích của việc xử lý bùn là để ổn định khối lượng bùn thải, khử nước để làm giảm thể tích bùn. Bùn được bơm từ 2 bể lắng để phân hủy . Bùn sau đó được bơm về máy ép bùn, trộn lẫn với 1 loại Polymer Cation để giúp bùn kết vón lại và tăng hiệu quả tách loại nước. Nước tại máy ép bùn được bơm ngược về hố thu. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 60 3.3.5 So sánh 2 phương án xử lý Bảng 4.2: So sánh 2 phương án xử lý Phương án Phương án 1 (Bể Aerotank) Phương án 2 (Mương Oxy hóa) Ưu điểm - Bể Aerotank phù hợp sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng bất kì. - Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa. - Dễ khống chế các thông số vận hành - Hiệu quả xử lý BOD, COD khá cao - Công nghệ đơn giản, dễ vận hành và dễ bảo dưỡng - Cấu tạo đơn giản. - Không cần cán bộ vận hành có chuyên môn cao. - Hiệu quả xử lý BOD, COD, Nitơ, Photpho … cao. Nhược điểm - Lượng bùn sinh ra nhiều - Khả năng xử lý N, P không cao - Cần diện tích lớn, dung tích lớn gấp 3 – 10 lần so với aerotank xử lý nước thải cùng mức độ - Tốn nhiều năng lượng cho khuấy trộn. Nhận xét: Sau khi so sánh ưu, nhược điểm 2 công nghệ xử lý thấy rằng: Phương án 1 có nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải KCN Hàm Kiệm II về quy mô, kinh tế, quản lý, vận hành. Chính vì vậy chọn phương án 1 để tính toán thiết kế cho KCN Hàm Kiệm II công suất 5000m3/ngàyđêm. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 61 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.1. MỨC ĐỘ CẦN THIẾT XỬ LÝ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 4.1.1. Mức độ cần thiết xử lý ¾ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng chất lơ lửng SS SS = %80100 250 50250100 =×−=×− v rv SS SSSS Trong đó: SSv: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, (mg/l) SSr: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) ¾ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD BOD = %90100 300 30300100 5 55 =×−=×− v rv BOD BODBOD Trong đó: 5vBOD : Hàm lượng BOD5 trong nước thải đầu vào, (mg/l) 5 rBOD : Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) ¾ Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng COD COD = %90100 500 50500100 =×−=×− v rv COD CODCOD Trong đó: vCOD : Hàm lượng COD trong nước thải đầu vào, (mg/l) rCOD : Hàm lượng COD trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l) 4.1.2. Xác định các thông số tính toán Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24 vậy lượng nước thải đổ ra liên tục Lưu lượng trung bình ngày: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 62 Q )/(5000 3 ngdmngdtb = Lưu lượng trung bình giờ: Q htb = )/(4,20824 5000 24 3 hmQ ngd tb == Lưu lượng trung bình giây: Q stb = )/(7,566,3 4,208 6,3 slQ h tb == Lưu lượng giờ lớn nhất: Chọn hệ số không điều hòa, giờ cao điểm: kmax = 1,6 Q hmax = 208,4 x 1,6 = 333,5(m 3/h) 4.2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 4.2.1 Song chắn rác Nhiệm vụ Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm. Tính toán Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. Số khe hở của song chắn rác: o max max kx b.h.V Q n = Trong đó: Ó Qmax : Lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s). maxQ = 333,5 m 3/h =0,092 m3/s. Ó b : Bề rộng khe hở giữa các song chắn rác. Chọn b = 16 mm Ó ko : Hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng công cụ cào rác, ko = 1, 05. Ó h : Chiều sâu mực nước qua song chắn (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 63 Ó Vmax : Tốc độ chuyển động của nước thải trước song chắn rác ứng với lưu lượng lớn nhất . Bảng 5.1: Bảng tra thuỷ lực mương dẫn (trang 478, Lâm Minh Triết-Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp) Thông số thuỷ lực Lưu lượng tính toán, sQmax =50l/s Chiều ngang Bm(mm) Độ dốc i Vận tốc v (m/s) Độ đầy h (m) 400 0,001 0,6 0,2 m/s 0,6 x 0,2m x m 0,016 1,05 x /s0.048mn 3 = = 26,25 Chọn n = 27 khe Chiều rộng song chắn rác: Bs = b.n+ S(n – 1) = 0,016 x 27 +0,008 (27 – 1) = 0,64 (m) Với : Ó S : bề dày của thanh chắn; S = 8mm Tổn thất áp lực qua song chắn rác: kx 2g V xh 2 max s ξ= Trong đó: Ó Vmax = 0,6 m/s Ó g : Gia tốc trọng trường (m/s2) Ó k : Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do rác đọng lại ở song chắn. Ó k = 2 ÷ 3, chọn k =3 Ó ξ : Hệ số tổn thất cục bộ tại song chắn rác phụ thuộc vào tiết diện thanh song chắn được tính bởi: αβξ sin b S 3 4 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 64 Ó β : Hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh tiết diện hình chữ nhật, β = 2,42 Ó α : Góc nghiêng song chắn rác, α = 60o 0,832sin60 0,016 0,00842x o 3 4 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ,2ξ ⇒ 3 x 9,81 x 2 0,6 x 0,832h 2 s = = 0,046 (mH2O) Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác là: H = hmax + hs + 0,5 Trong đó : Ó hmax: Độ đầy ứng với chế độ Qmax=48,8l/s, hmax= 0,2 m Ó hs : Tổn thất áp lực ở song chắn , hs = 0,046m Ó 0,5 – Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất H = 0,2 + 0,046 + 0,5 = 0,746 m - Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn: m tgtg BBL s 33,0 202 4,064,0 202 001 =× −=× −= - Chiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn rác : mLL 165,0 2 33,0 2 1 2 === - Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + LS = 0,33 + 0,165 +1 = 1,5 (m) Trong đó: LS là chiều dài phần mương đặt song chắn rác Bảng 5.2 Các thông số thiết kế song chắn rác Thông số thiết kế Đơn vị Kích thước Chiều rộng song chắn Chiều cao song chắn Số thanh của song chắn m m thanh 0,64 0,746 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 65 Khe hở giữa hai thanh Bề dày thanh Góc nghiêng đặt song chắn so với phương thẳng đứng m m độ 0,016 0,008 60 Hàm lượng chất lơ lững sau khi qua song chắn giảm 4%, còn lại: Ctc = Ctc ( 100 -4)% = 500 ( 100 – 4)% = 480 mg/l 4.2.2. Bể thu gom Nhiệm vụ Tập trung nước thải từ các nhà máy trong Khu Công nghiệp về trạm xử lý. Tính toán Chọn thời gian lưu nước: t = 20 phút (10 – 60 phút) Thể tích cần thiết W = Qmax.h . t = )(2,111)/(60 )(20)/(5,333 33 m hphút phúthm =× Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 6 (m) Chiều cao xây dựng của bể thu gom Hxd = H + hbv Với: H : Chiều cao hữu ích của bể, (m) hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m) → Hxd = 6 + 0,5 = 6,5 (m) → Diện tích mặt bằng: A = )(5,18 6 2.111 2m H W == Kích thước bể thu gom: L x B x Hxd = 6.2m x 3m x 6m Thể tích xây dựng bể: Wt = 6,2 x 3 x 6,5 = 111,6 (m3) ¾ Chọn ống dẫn nước vào bể thu gom Chọn ống dẫn nước vào với vận tốc v = 0,9(m/s), D = 800(mm) (Điều 4.6.1 TCVN 7957 – 2008) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 66 ¾ Ống dẫn nước thải sang bể điều hòa Nước thải được bơm sang bể điều hòa nhờ một bơm chìm, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 2,0 (m/s) (1 – 2,5 m/s _TCVN 51 – 2008) Tiết diện ướt của ống A = )(05,0 2 0926,0 2max m v Qs == Đường kính ống dẫn nước thải ra D = 17,0 214,3 05,044 =× ×=× × v A π (m) Chọn D = 170 mm. chọn D= 216 mm. Theo tiêu chuẩn JIS 10K, vật liệu PVC. ¾ Chọn máy bơm Qmax = 333,5 (m3/h) = 5,55 (m3/s), cột áp H = 10 (m). Công suất bơm: N = 8,01000 1081,91000092,0 1000 × ×××=× ××× η ρ HgQ = 11,34 (Kw) = 15 (Hp) Trong đó: η : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn η= 0,8 ρ : Khối lượng riêng của nước 1.000 (kg/m3) Chọn bơm chìm, được thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (15 Hp). Chạy luân phiên bằng chế độ tự động. Bảng 4.3: Tổng hợp tính toán bể thu gom Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước t Phút 20 Kích thước bể thu gom Chiều dài L mm 6.200 Chiều rộng B mm 3.000 Chiều cao Hxd mm 6.500 Đường kính ống dẫn nước thải ra D mm 216 Thể tích bể thu gom Wt m3 121 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 67 4.2.3. Lưới lọc tinh Nhiệm vụ Loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ hơn 1mm giúp bảo vệ thiết bị trước khi đưa vào bể điều hoà. Lưới lọc tinh được đặt trước bể điều hòa, lưới được làm bằng vật liệu Inox có kích thước L x B = 1,5m x 1m . Tính toán Đặc điểm lưới lọc tinh - Loại lưới: Cố định. - Số lượng: 1 lưới. - Đường kính mắt lưới: 1,5 mm. - công suất 350m3/h. - Vật liệu:Inox 304 Hàm lượng SS và BOD5, COD sau khi qua lưới lọc tinh giảm: 1 SSL = 0SSL x (1 – 5%) = 250 x 0,95 = 237,5 (mg/l) 1 BODL = 0BODL x (1 – 5%) = 300 x 0,95 = 285 (mg/l) 1 CODL = 0CODL x (1 – 5%) = 480 x 0,95 = 456 (mg/l) 4.2.3. Bể điều hòa Nhiệm vụ Điều hoà lưu lượng và nồng độ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ. Qua đó oxy hóa một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình đơn vị phía sau và tăng hiệu quả xử lý nước thải của trạm. Tính toán Chọn thời gian lưu nước của bể điều hoà t = 4h (4 – 12h) Thể tích cần thiết của bể: W = n g à ytbQ x t = 424 5000 × = 834 (m3) Chọn chiều cao hữu ích của bể: H = 6m. Diện tích mặt bằng: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 68 A = )(139 6 834 2m H == . ⇒ Chọn L x B = 13m x 11m Chiều cao xây dựng của bể: Hxd = H + hbv = 6 + 0,5 = 6,5 (m) Với: H : Chiều cao hữu ích của bể, (m) hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m) ⇒ Kích thước của bể điều hoà: L x B x Hxd = 13m x 11m x 6,5m Thể tích thực của bể điều hòa: Wt = 13 x 11 x 6,5 = 930 (m3) ¾ Tính toán hệ thống đĩa, ống, phân phối khí Hệ thống đĩa Chọn khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí. Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn: qkhí = R x Wdh(tt) = 0,012 (m3/m3.phút) x 834 (m3) = 10 (m3/phút) = 600 (m3/h) = 10.000 (l/phút). Trong đó: R : Tốc độ khí nén, R = 10 – 15 (l/m3.phút). Chọn R = 12 (l/m3.phút) = 0,012 (m3/m3.phút) (Nguồn[6]: Bảng 9 – 7) Wdh(tt) : Thể tích hữu ích của bể điều hoà, (m3) Chọn khuếch tán khí bằng đĩa bố trí dạng lưới. Vậy số đĩa khuếch tán là: n = )/(80 )/(10000 phútl phútl r qkk = = 125 (đĩa) Trong đó: r : Lưu lượng khí, chọn r = 80 (l/phút) (r =11 – 96 l/phút)_( Nguồn[6]: Bảng 9 – 8) Chọn ống thổi khí Inox có d = 90 mm. Chọn đường ống dẫn Với lưu lượng khí qkk = 5 (m3/phút) = 0,0833 (m3/s) và vận tốc khí trong ống vkk= 10 – 15 (m/s) có thể chọn đường kính ống chính, vật liệu Inox có D = 90mm. Tính lại vận tốc khí trong ống chính: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 69 vc = 4 09,0 )/(0833,0 4 2 3 2 ππ × = × sm D qkk = 13,05 (m/s) => thoả mãn vkk= 10 – 15 (m/s) (Nguồn[3]) Chia ống dẫn khí chính bằng 9 ống nhánh.Vậy với mỗi ống nhánh ta có: Lưu lượng qnh = )/(255,99 )/(3,83 slsl = = 0,009255 (m3/s) và chọn đường kính ống nhánh, Inox có dnh = 34 (mm) ứng với vận tốc ống nhánh: vn = 4 034,0 009255,0 4 2 /3 2 ππ × = × s kk m D q = 10,19 (m/s) => thoả mãn (vkk= 10 – 15 m/s) (Nguồn[3]) Áp lực và công suất của hệ thống nén khí Áp lực cần thiết cho hệ thống nén khí xác định theo công thức: Htc = hd + hc + hf + H Trong đó: hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m) hc : Tổn thất áp lực cục bộ, hc thường không vượt quá 0,4m hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối , hf không vượt quá 0,5m H : Chiều cao hữu ích của bể điều hoà, H = 6 m Do đó áp lực cần thiết là: Htt = 0,6 + 0,5 + 4 = 6,9 (m) => Tổng tổn thất là 6,9 (m) cột nước Áp lực không khí sẽ là: P = 10,33 10,33 4,9 1, 474 10,33 10,33 + += =ttH at Công suất máy thổi khí tính theo công thức sau: N = n qkP kk × ××−× 102 )1(34400 29,0 = 8,0102 0833,02)1474,1(34400 29,0 × ××−× = 20 (Kw) = 27 (Hp) Trong đó: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 70 qkk : Lưu lượng không khí, (m3/s) n : Hiệu suất máy thổi khí, n = 0,7 – 0,9, chọn n = 0,8 k : Hệ số an toàn khi sử dụng trong thiết kế thực tế, chọn k = 2. Chọn 2 máy thổi khí công suất 12 Hp (2 máy hoạt động luân phiên) ¾ Tính toán các ống dẫn nước ra khỏi bể trộn Nước thải được bơm sang bể keo tụ nhờ một bơm chìm, lưu lượng nước thải 208,4 m3/h, với vận tốc nước chảy trong ống là v = 1.5m/s, đường kính ống ra: Dr = 36005.1 4,2084 ×× × π = 0,192 (m) ⇒Chọn ống nhựa uPVC có đường kính Φ =216mm. ¾ Chọn máy bơm nước từ bể điều hòa sang trộn Các thông số tính toán bơm Lưu lượng mỗi bơm Qmax = 5000 (m3/ngày) = 0,057 (m3/s) Sử dụng hai bơm hoạt động luân phiên để bơm nước thải từ bể điều hòa lên bể keo tụ. Thiết bị đi kèm với bơm gồm: đường ống dẫn nước chiều dài ống L = 10m, hai van một chiều, hai van bướm, ba co 900, một tê. Công suất của bơm: η ρ × ×××= 1000 HgQN TB h Trong đó: ρ :Khối lượng riêng chất lỏng ρ =1.000 (kg/m3) TBhQ : Là lưu lượng trung bình giờ nước thải )/(057,0 3 smQtbs = H :Là chiều cao cột áp (tổn thất áp lực) (m) g :Gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s2) η : Là hiệu suất máy bơm η = 0,73 - 0,93 chọn η = 0,8 Xác định chiều cao cột áp của bơm theo định luật Bernulli: H = Hh + ∑h = Hh + Ht + Hd +Hcb Trong đó: Hh : Cột áp để khắc phục chiều cao dâng hình học, (m). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 71 Ht : Tổn thất áp lực giữa hai đầu đoạn ống hút và ống đẩy, (m). Hd : Tổn thất áp lực dọc đường, (m) Hcb: Tổn thất áp lực cục bộ, (m) Xác định cột áp để khắc phục chiều cao dâng hình học: Hh = Z1 – Z2 = 6,5 (m) Trong đó: Z1 : Chiều cao đẩy (độ cao bể điều hòa) Z1 = 6,5 (m) Z2 : Chiều cao hút, Z2 = 0 (m) Xác định tổn thất áp lực gữa hai đầu đoạn ống hút và ống đẩy: g ppHt × −= ρ 12 Trong đó: p1, p2 : Áp suất ở hai đầu đoạn ống p1 = p2. ρ : Khối lượng riêng của nước thải Suy ra Ht = 0 Xác định tổn thất áp lực dọc đường: Hd = i x L Tổn thất theo đơn vị chiều dài. Với Q = 56,7 (l/s) và đường kính ống D =216 (mm) tra bảng tra thủy lực đối với ống nhựa ta được vận tốc trong ống v = 0,7 (m/s), 1000i = 2,19. Tổn thất cục bộ: Hcb = g v ××∑ 2 2 ξ Tổn thất qua van ζ= 1,7, có 1 van Tổn thất qua co 900 ζ= 0,5, có 3 co Tổn thất qua tê ζ= 0,6, có 1 tê. V : Vận tốc nước chảy trong ống, V = 0,7 (m/s). H = 6,5 + ( ) 22,19 0,7110 1 1,7 3 0,5 1 0,6 1000 2 9,81 × + × + × + × × × = 5,8 (m). Chọn cột áp bơm H = 10 (m) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 72 )(1,7 8,01000 1081,9057,01000 1000 Kw HgQp N tb s =× ×××=× ×××= η = 10 (Hp) ¾ Chọn bơm nước thải bể điều hòa Chọn bơm chìm, được thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (10Hp). Trong đó 01 bơm đủ để hoạt động với công suất tối đa của hệ thống xử lý, bơm còn lại là dự phòng. Các bơm tự động luân phiên nhau theo chế độ cài đặt nhằm đảm bảo tuổi thọ lâu bền. ¾ Hàm lượng BOD5, COD sau khi qua bể điều hòa 2BODL = 1BODL x (1 – 10%) = 285 x 0,9 = 256,5 (mg/l) 2CODL = 1CODL x (1 – 10%) = 456 x 0,9 = 410,4 (mg/l) Bảng 4.4: Tổng hợp tính toán bể điều hoà Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước của bể điều hoà T h 4 Kích thước bể điều hoà Chiều dài L mm 13.000 Chiều rộng B mm 11.000 Chiều cao hữu ích H mm 6.000 Chiều cao xây dựng Hxd mm 6.500 Số đĩa khuyếch tán khí n đĩa 126 Đường kính ống dẫn khí chính D mm 90 Đường kính ống nhánh dẫn khí dn mm 34 Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể Dr mm 216 Thể tích bể điều hòa Wt m3 930 Công suất máy nén khí N Hp 27 4.2.5. Bể khuấy trộn Nhiệm vụ Xáo trộn đều các chất keo tụ với nước thải nhằm tăng hiệu quả keo tụ tạo bông. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 73 Tính toán Chọn: Thời gian khuấy trộn t = 10 phút (t = 5 – 15 phút)_(Nguồn: Điều 8.21.8 TCVN 7957 – 2008) Thể tích bể trộn cần: W = Q x t = 5000 (m3/ngày) x 6024 10 × = 34,7 (m 3) Chọn bể trộn hình vuông, kích thước bể: 3,5m x 3,5m x 2,5 m Chiều cao xây dựng bể: Hxd = h + hbv = 3 + 0,5 = 3,5 (m) Thể tích thực của bể keo tụ: Wt = 3,5 x 3,5 x 3,5 = 43 (m3) Đường kính cánh khuấy D ≤ ½ chiều rộng bể, chọn D = 2 5,3 = 1,75 (m) Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng : h = D = 1,5 (m) Chiều rộng bản cánh khuấy = 75,1 5 1 5 1 ×=×D = 0,35 (m) = 350 (mm) Chiều dài bản cánh khuấy = 75,1 4 1 4 1 ×=× D = 0,43 (m) = 430 (mm) Vậy năng lượng cần truyền vào nước: P = G2 x W x μ Trong đó: G : Cường độ khuấy trộn, G = 800 (s-1) (Nguồn: Điều 8.21.9 TCVN 7957 – 2008) W : Thể tích bể, W = 43 (m3) μ : Độ nhớt động học của nước, ở 25oC μ = 0,9.10-3 (Ns/m2) )/(1958410.9,043800 32 sJP =××=→ − Hiệu suất động cơ chỉ đạt H = 0,8 nên công suất động cơ: N = )/(24480 8,0 19584 sJ= ≈24,48 (Kw) Xác định số vòng quay của máy khuấy: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 74 n = 3 1 5 )( DK P ×× ρ Trong đó: P : Năng lượng khuấy trộn, (J/s) K :Hệ số sức cản của nước, chọn cánh khuấy 4 cánh phẳng đầu nghiêng, ta có K= 4,2 ρ : Khối lượng riêng của nước, (kg/m3) D : Đường kính cánh khuấy, D = 1,75 (m) 37,1 75,1102,4 24480 3 1 53 =⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ ××=n (vòng/s) ≈ 82,2 (vòng/phút) Kiểm tra số Reynold: NR= 63 322 10.9,3 109,0 1037,175,1 =× ××=×× −μ pnD > 10.000 Vậy đường kính máy khuấy và số vòng quay đã chọn đạt chế độ chảy rối. ¾ Tính toán ống dẫn nước thải ra khỏi bể trộn Chọn vận tốc nước thải chảy trong ống v = 0,7 (m/s) Lưu lượng nước thải: Q = 208,4 (m3/h). Đường kính ống là: D = π×× × v Q 3600 4 = 14,37,03600 4,2084 ×× × =0,32 (m) = 350 (mm) Chọn ống nhựa uPVC có đường kính Φ= 350mm Bảng 4.5: Tổng hợp tính toán bể trộn Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước bể trộn t phút 10 Kích thước bể trộn Chiều dài L mm 3500 Chiều rộng B mm 3500 Chiều cao xây dựng H mm 3500 Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể D mm 350 Thể tích bể trộn Wt m3 43 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN CHÍ HIẾU Trang 75 54.2.5.1 Tính lượng phèn sắt Ta sử dụng phèn sắt làm chất keo tụ vì một số ưu điểm sau: - Tác dụng tốt ở nhiệt độ thấp - Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần muối - Có thể khử được mùi vị khi có H2S. - Giá thành rẻ Tuy nhiên phèn sắt có nhược điểm là tạo thành các phức hòa tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt với một số chất hữu cơ. Có các muối sắt như sau: Fe(SO4)3.2H2O , Fe(SO4)3.H2O , FeSO4.7H2O VÀ FeCl3 dùng làm chất keo tụ. Ta chọn FeCl3 làm chất keo tụ cho khu xử lý. Việc tạo