Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Tân An, tỉnh Long An công suất 4500m3 - Ngày đêm

z  ĐỀ ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ TÂN AN, TỈNH LONG AN CƠNG SUẤT 4500M3/ NGÀY ĐÊM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HỊA XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP. HCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ CƠNG NGHỆ SINH HỌC  oOo NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và Tên: LÊ TIẾN KỲ MSSV: 106108040 Ngành học: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Lớp: 07DMT1 1. Tên đề tài Đồ án tốt nghiệp: Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Tân An, tỉnh Long An cơng suất 4500m3/ ngày.đêm. 2. Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp: - Tổng quan về xử lý nước thải sinh hoạt. - Giới thiệu điều kiện tự nhiên, kinh tế, văn hĩa – xã hội, điều kiện cơ sở hạ tầng và hiện trạng mơi trường thành phố Tân An, tỉnh Long An. - Đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Tân An, tỉnh Long An. - Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải đã đề xuất. - Dự trù kinh phí thực hiện. 3. Ngày giao Đồ án tốt nghiệp: 01/04/2011 4. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 12/07/2011 5. Họ tên giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Thị Tường Vân Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thơng qua Bộ mơn. TP.HCM, ngày…..tháng….năm 2011 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MƠN Người duyệt (chấm sơ bộ): …………………………………………… Đơn vị: ………………………………………………………………… Ngày bảo vệ: …………………………………………………………... Điểm tổng kết: ………………………………………………………… PHẦN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... PHẦN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 i MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU ............................................... Error! Bookmark not defined. 1. Lý do chọn đề tài ........................................... Error! Bookmark not defined. 2. Mục tiêu của đề tài ......................................... Error! Bookmark not defined. 3. Giới hạn của đề tài ......................................... Error! Bookmark not defined. 4. Nội dung nghiên cứu ...................................... Error! Bookmark not defined. 5. Phương pháp nghiên cứu................................ Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG I: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢIError! Bookmark not defined. 1.1 Phương pháp xử lý cơ học............................ Error! Bookmark not defined. 1.1.1. Song chắn rác và lưới chắn rác ............. Error! Bookmark not defined. a. Song chắn rác ......................................... Error! Bookmark not defined. b. Lưới chắn rác. ......................................... Error! Bookmark not defined. 1.1.2. Bể lắng cát............................................ Error! Bookmark not defined. 1.1.3. Bể tách dầu mỡ ..................................... Error! Bookmark not defined. 1.1.4. Bể điều hịa .......................................... Error! Bookmark not defined. 1.1.5. Bể lắng ................................................................................................. 7 1.1.6. Bể lọc ................................................... Error! Bookmark not defined. 1.2. Phương pháp xử lý hĩa học ......................... Error! Bookmark not defined. 1.2.1. Phương pháp trung hồ ......................... Error! Bookmark not defined. 1.2.2. Phương pháp đơng tụ và keo tụ............. Error! Bookmark not defined. 1.2.3. Phương pháp điện hố học .................... Error! Bookmark not defined. 1.2.4. Oxy hĩa khử ......................................... Error! Bookmark not defined. ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 ii 1.2.5. Phương pháp quang xúc tác .................. Error! Bookmark not defined. 1.3 Phương pháp xử lý hĩa lý ............................ Error! Bookmark not defined. 1.3.1. Tuyển nổi ............................................. Error! Bookmark not defined. 1.3.2. Tuyển nổi phân tán khơng khí bằng thiết bị cơ học.Error! Bookmark not defined. 1.3.3. Tuyển nổi phân tán khơng khí bằng máy bơm khí nén (qua các vịi phun, qua các tấm xốp). ................................. Error! Bookmark not defined. 1.3.4. Tuyển nổi với tách khơng khí từ nước (tuyển nổi chân khơng; tuyển nổi khơng áp; tuyển nổi cĩ áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước).Error! Bookmark not defined. 1.3.5. Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hố học.Error! Bookmark not defined. 1.3.6. Trích ly ................................................. Error! Bookmark not defined. 1.3.7. Hấp thụ ................................................. Error! Bookmark not defined. 1.3.8. Hấp phụ ................................................ Error! Bookmark not defined. 1.3.9. Chưng bay hơi ...................................... Error! Bookmark not defined. 1.3.10. Trao đổi ion ........................................ Error! Bookmark not defined. 1.3.11. Tách bằng màng ................................. Error! Bookmark not defined. a. Thẩm thấu ngược .................................... Error! Bookmark not defined. b. Siêu lọc ................................................... Error! Bookmark not defined. c. Thẩm tách và điện thẩm tách ................... Error! Bookmark not defined. 1.4. Phương pháp xử lý sinh học ........................ Error! Bookmark not defined. 1.4.1 Sơ lược về các vi sinh vật trong việc xử lý nước thảiError! Bookmark not defined. 1.4.2 Cơng trình xử lý trong điều kiện tự nhiênError! Bookmark not defined. 1.4.2.1. Cánh đồng tưới cơng cộng và bãi lọcError! Bookmark not defined. 1.4.2.2. Ao hồ sinh học ............................... Error! Bookmark not defined. ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 iii 1.4.3 Các cơng trình xử lý nhân tạo ................ Error! Bookmark not defined. 1.4.3.1. Các cơng trình xử lý sinh học hiếu khíError! Bookmark not defined. 1.4.3.2. Các cơng trình xử lý sinh học kị khíError! Bookmark not defined. 1.5. Phương pháp khử trùng ............................... Error! Bookmark not defined. 1.5.1 Khử trùng bằng Clo và hợp chất của CloError! Bookmark not defined. 1.5.2. Khử trùng bằng Ơzơn (03): ................... Error! Bookmark not defined. 1.5.3. Khử trùng bằng tia cực tím ................... Error! Bookmark not defined. 1.5.4. Khử trùng bằng một số phương pháp khácError! Bookmark not defined. 1.6. Phương pháp xử lý cặn: .............................. Error! Bookmark not defined. 1.7. Một số cơng nghệ xử lý nước thải của các đơ thị ở Việt NamError! Bookmark not defined. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ TÂN AN, TỈNH LONG AN .................................................................................. Error! Bookmark not defined. 2.1. Sơ lược về tỉnh Long An ............................. Error! Bookmark not defined. 2.1.1. Điều kiện tự nhiên, xã hội tỉnh Long AnError! Bookmark not defined. 2.2. Sơ lược về thành phố Tân An, tỉnh Long An: ............................................ 48 CHƯƠNG III: LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝError! Bookmark not defined. 3.1. Nguồn gốc, thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt.Error! Bookmark not defined. 3.2 Các chỉ tiêu cơ bản về chất lượng nước thải sinh hoạtError! Bookmark not defined. 3.2.1. Các chỉ tiêu lí học ................................. Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Các chỉ tiêu hĩa học và sinh hĩa. .......... Error! Bookmark not defined. 3.3. Xác định các thơng số tính tốn .................. Error! Bookmark not defined. 3.3.1. Xác định lưu lượng tính tốn nước thải sinh hoạt thành phố Tân AnError! Bookmark not defined. ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 iv 3.3.2. Xác định nồng độ bẩn của nước thải sinh hoạt của thành phố Tân An.Error! Bookmark not defined. 3.3.3. Xác định mức độ cần xử lý nước thải. .. Error! Bookmark not defined. 3.4. Đề xuất các phương án xử lý nước thải sinh hoạtError! Bookmark not defined. 3.4.1. Phương án 1. ........................................ Error! Bookmark not defined. 3.4.2. Phương án 2 ....................................................................................... 70 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT .................................................................................. Error! Bookmark not defined. 4.1. Các thơng số tính tốn:................................ Error! Bookmark not defined. 4.2. Tính tốn thiết kế các phương án: ............... Error! Bookmark not defined. 4.2.1. Phương án 1. ........................................ Error! Bookmark not defined. 4.2.1.1. Song chắn rác (SCR) ...................... Error! Bookmark not defined. 4.2.1.2. Ngăn tiếp nhận. .............................. Error! Bookmark not defined. 4.2.1.3. Bể điều hịa. ................................... Error! Bookmark not defined. 4.2.1.4. Bể lắng I ........................................ Error! Bookmark not defined. 4.2.1.5. Bể Aerotank ................................... Error! Bookmark not defined. 4.2.1.6. Bể lắng II ....................................... Error! Bookmark not defined. 4.2.1.7. Bể tiếp xúc – khử trùng. Khử trùng bằng ClorinError! Bookmark not defined. 4.2.1.8. Bể chứa bùn ................................... Error! Bookmark not defined. 4.2.1.9. Máy ép bùn .................................... Error! Bookmark not defined. 4.2.2. Phương án 2 ......................................... Error! Bookmark not defined. 4.2.2.1. Bể lọc sinh học nhỏ giọt ................. Error! Bookmark not defined. 4.2.2.2. Bể lắng II. ...................................... Error! Bookmark not defined. ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 v 4.2.2.3. Sân phơi bùn. ............................... Error! Bookmark not defined.1 CHƯƠNG V: KHAI TỐN KINH TẾ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁNError! Bookmark not defined. 5.1. Tính tốn kinh tế cho phương án 1: ............. Error! Bookmark not defined. 5.1.1 Vốn đầu tư xây dựng. ............................ Error! Bookmark not defined. 5.1.1.1 Vốn đầu tư xây dựng ....................... Error! Bookmark not defined. 5.1.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bị ................. Error! Bookmark not defined. 5.1.2. Chi phí quản lý và vận hành: ................ Error! Bookmark not defined. 5.1.2.1 Chi phí nhân cơng ........................... Error! Bookmark not defined. 5.1.2.2 Chi phí điện năng .......................... Error! Bookmark not defined.4 5.1.2.3 Chi phí hĩa chất .............................. Error! Bookmark not defined. 5.1.2.4 Chi phí bảo trì, sửa chữa ................. Error! Bookmark not defined. 5.1.3 Tổng chi phí đầu tư. .............................. Error! Bookmark not defined. 5.2. Tính tốn kinh tế cho phương án 2: ............. Error! Bookmark not defined. 5.2.1 Vốn đầu tư xây dựng: ............................ Error! Bookmark not defined. 5.2.1.1 Vốn đầu tư xây dựng ....................... Error! Bookmark not defined. 5.2.1.2 Vốn đầu tư trang thiết bị ................. Error! Bookmark not defined. 5.2.2. Chi phí quản lý và vận hành: ................ Error! Bookmark not defined. 5.2.2.1 Chi phí nhân cơng ........................... Error! Bookmark not defined. 5.2.2.2 Chi phí điện năng ............................ Error! Bookmark not defined. 5.2.2.3 Chi phí hĩa chất .............................. Error! Bookmark not defined. 5.2.2.4 Chi phí bảo trì, sửa chữa ................. Error! Bookmark not defined. 5.2.3 Tổng chi phí đầu tư. ......................... Error! Bookmark not defined.8 ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 vi 5.3. So sánh 2 phương án. .............................................................................. 118 CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........ Error! Bookmark not defined. 6.1. Kết luận. ..................................................... Error! Bookmark not defined. 6.2. Kiến nghị .................................................... Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................... Error! Bookmark not defined. ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Các chất ơ nhiễm quan trọng trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt. 56 Bảng 3.2. Loại và số lượng các vi sinh vật trong nước thải sinh hoạt ................... 60 Bảng 3.3: Kết quả phân tích các mẫu nước thải ................................................... 65 Bảng 3.4: Giá trị trung bình của các chỉ tiêu của các mẫu phân tích..................... 65 Bảng 3.5. Đặc tính của nước thải sinh hoạt (mg/L) .............................................. 66 Bảng 3.6: Mức độ xử lý cần đạt được .................................................................. 67 Bảng 4.1: Kết quả tính tốn mương dẫn và SCR.................................................. 75 Bảng 4.2: Tĩm tắt thơng số tính tốn ngăn tiếp nhận ........................................... 77 Bảng 4.3: Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể điều hịa ........................................... 80 Bảng 4.4: Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể lắng 1 ................................................ 85 Bảng 4.5: Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể Aerotank ........................................... 92 Bảng 4.6: Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể lắng 2 ................................................ 97 Bảng 4.7: Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể khử trùng ........................................ 101 Bảng 4.8: Tĩm tắt các thơng số thiết kế bể lọc sinh học nhỏ giọt ....................... 107 Bảng 4.9: Các thơng số thiết kế bể lắng 2 phương án 2 ...................................... 111 Bảng 5.1: chi phí đầu tư xây dựng phương án 1 ................................................. 113 Bảng 5.2: chi phí đầu tư trang thiết bị phương án 1 ........................................... 113 Bảng 5.3: Chi phí điện năng phương án 1 .......................................................... 114 Bảng 5.4: Chi phí đầu tư xây dựng phương án 2 ................................................ 115 Bảng 5.5: Chi phí đầu tư trang thiết bị phương án 2 .......................................... 116 Bảng 5.6: chi phí điện năng phương án 2 ........................................................... 117 Bảng 5.7: So sánh chi phí 2 phương án .............................................................. 118 ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP GVHD: Trần Thị Tường Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ MSSV: 107108040 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Song chắn rác ........................................................................................ 4 Hình 1.2: Quá trình tạo bơng cặn ........................................................................... 9 Hình 1.3: Phương pháp quang xúc tác ................................................................. 13 Hình 1.4: Đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi sinh vật trong bể xử lý sinh học ...................................................................................................................... 22 Hình 1.5: Đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong bể xử lý sinh học ............................................................................................................... 23 Hình 1.6: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten truyền thống ........................................ 26 Hình 1.7: Sơ đồ làm việc của Bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc ................................. 27 Hình 1.8: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thống kéo dài .............................. 27 Hình 1.9: Sơ đồ làm việc của Bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh ....................... 28 Hình 1.10: Bể Oxytank ........................................................................................ 28 Hình 1.11: Bể USAB ........................................................................................... 32 Hình 2.1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Long An ......................................................... 42 Hình 3.1: Vị trí lấy mẫu cống xả chính của phường 1 .......................................... 64 Hình 3.2: Vị trí lấy mẫu cống xả chính của phường 3 .......................................... 64 Hình 3.3: Phân tích mẫu tại phịng thí nghiệm ..................................................... 66 Hình 3.4: Sơ đồ cơng nghệ lựa chọn theo phương án 1 ........................................ 68 Hình 3.5: Sơ đồ cơng nghệ lựa chọn theo phương án 2 ........................................ 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 1 CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những thập niên gần đây, ơ nhiễm mơi trƣờng nĩi chung và ơ nhiễm nƣớc nĩi riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại. Vấn đề ơ nhiễm mơi trƣờng và bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là những vấn đề cấp bách trong quá trình phát triển kinh tế xã hội trong giai đoạn khoa học kỹ thuật đang phát triển nhƣ vũ bão. Để phát triển bền vững chúng ta cần cĩ những giải pháp, trong đĩ cĩ giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế, loại bỏ các chất ơ nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ra mơi trƣờng. Một trong những biện pháp tích cực trong cơng tác bảo vệ mơi trƣờng và chống ơ nhiễm nguồn nƣớc là tổ chức thốt nƣớc và xử lý nƣớc thải trƣớc khi xả vào nguồn tiếp nhận. Trong những năm gần đây, tốc độ đơ thị hĩa tại thành phố Tân An diễn ra nhanh chĩng, với bƣớc phát triển từ thị xã trở thành thành phố trực thuộc tỉnh đạt chuẩn đơ thị loại 3. Kéo theo đĩ là sự gia tăng dân số nhanh chĩng, nhất là sự gia tăng dân số do di cƣ đến thành phố Tân An. Nƣớc thải, rác thải sinh ra từ quá trình sản xuất, sinh hoạt của ngƣời dân chƣa đƣợc thu gom xử lý, hoặc cĩ nhƣng ở quy mơ rất nhỏ, điều này làm cho mơi trƣờng tại đây ngày càng ơ nhiễm nghiêm trọng. Vấn đề đặt ra là phải thiết kế xây dựng cho thành phố Tân An một hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt nhằm cải thiện tình trạng ơ nhiễm của nƣớc thải khi xả ra nguồn tiếp nhận là sơng Vàm Cỏ Tây. 2. Mục tiêu của đề tài Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt mới cho thành phố Tân An, đáp ứng đƣợc yêu cầu xử lý đặt ra hiện nay. 3. Giới hạn của đề tài Quá trình thực hiện đề tài cĩ một số giới hạn sau: - Thời gian thực hiện đề tài ngắn: từ 01.04.2011 đến 12.07.2011 - Đề tài đƣợc thực hiện trên kết quả khảo sát đặc tính nƣớc thải sinh hoạt của khu dân cƣ thành phố Tân An trên địa bàn phƣờng 1, 2, 3, từ đĩ tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải dựa vào dân số của 3 phƣờng này. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 2 - Nƣớc thải sinh hoạt phƣờng 1, 2, 3 đƣợc phân tích qua các chỉ tiêu chính gồm pH, BOD, COD, MLSS, tổng Nitơ, tổng Photpho, từ đĩ làm số liệu tính tốn thiết kế hệ thống xử lý. 4. Nội dung của đề tài - Tổng hợp các tài liệu cĩ liên quan về các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải. - Thu thập các dữ liệu về điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội và hiện trạng mơi trƣờng của thành phố Tân An. - Tìm hiểu đặc tính nƣớc thải sinh hoạt nĩi chung và phân tích thành phần tích chất nƣớc thải sinh hoạt của thành phố Tân An. - Đề xuất các phƣơng án xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho thành phố Tân An. - Tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị và khai tốn kinh tế cho các phƣơng án, từ đĩ lựa chọn cơng nghệ xử lý phù hợp để thiết kế trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho thành phố Tân An. - Thể hiện sơ đồ cơng nghệ xử lý của phƣơng án lựa chọn trên các bản vẽ kỹ thuật. 5. Phƣơng pháp thực hiện - Phƣơng pháp tổng hợp tài liệu. - Phƣơng pháp điều tra khảo sát. - Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu nƣớc thải. - Phƣơng pháp so sánh các qui trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải khu dân cƣ, so sánh lựa chọn các phƣơng án. - Phƣơng pháp sử dụng các cơng thức tốn trong tính tốn kỹ thuật và kinh tế. - Phƣơng pháp đồ họa trình bày bản vẽ trên autocad ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 3 CHƢƠNG I: CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI 1.1 Phương pháp xử lý cơ học Xử lý cơ học (hay cịn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất khơng tan (rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi...) ra khỏi nƣớc thải, điều hịa lƣu lƣợng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nƣớc thải. Các cơng trình xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp cơ học thơng dụng gồm cĩ: 1.1.1. Song chắn rác và lƣới chắn rác a. Song chắn rác Song chắn rác thƣờng đặt trƣớc hệ thống xử lý nƣớc thải hoặc cĩ thể đặt tại các miệng xả trong phân xƣởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất cĩ kích thƣớc lơn nhƣ: nhánh cây, gỗ, lá cây, giấy, nilơng, vải vụn và các loại rác khác, đồng thời bảo vệ các cơng trình và thiết bị phía sau nhƣ tránh hỏng bơm, tránh tắc nghẽn đƣờng ống, mƣơng dẫn. Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn rác đƣợc chia thành 2 loại: * Song chắn rác thơ cĩ khoảng cách giữa các thanh từ: 30 ÷ 200 mm. * Song chắn rác tinh cĩ khoảng cách giữa các thanh từ: 5 ÷ 25 mm. Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn cĩ kích thƣớc lớn trong nƣớc thải để đảm bảo cho các thiết bị và cơng trình xử lý tiếp theo. Kích thƣớc tối thiểu của rác đƣợc giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dịng chảy ngƣời ta phải thƣờng xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ cơng hoặc cơ giới. Tốc độ nƣớc chảy (v) qua các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s). Tùy theo yêu cầu và kích thƣớc của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi. Song chắn rác với cào rác thủ cơng chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ cĩ lƣợng rác < 0,1m3/ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần ngƣời ta dùng cào kim loại để lấy rác ra và cho vào máng cĩ lỗ thốt nƣớc ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để đƣa đi xử lý tiếp tục. Song chắn rác với cào rác cơ giới ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 4 hoạt động liên tục, răng cào lọt vào khe hở giữa các thanh kim loại, cào đƣợc gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác cĩ liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động. Khi lƣợng rác đƣợc giữ lại lớn hơn 0,1 m3/ng.đêm và khi dùng song chắn rác cơ giới thì phải đặt máy nghiền rác. Rác nghiền đƣọc cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh trƣớc song chắn. Khi lƣợng rác trên 1 Tấn/ngày.đêm cần phải thêm máy nghiền rác dự phịng. Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải đƣợc cơ giới hĩa. Tuy nhiên nếu lắp đặt máy nghiền rác trƣớc bể lắng cát nên chú ý là cát sẽ làm mịn các lƣỡi dao và sỏi cĩ thể gây kẹt máy. b. Lƣới chắn rác. Lƣới chắn rác dùng để khử các chất lơ lửng cĩ kích thƣớc nhỏ, thu hồi các thành phần quý khơng tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác cĩ kích thƣớc nhỏ. Kích thƣớc mắt lƣới từ 0,5 ÷ 1,0 mm Lƣới chắn rác thƣờng đƣợc bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay trịn (hay cịn gọi là trống quay) hoặc đật trên các khung hình đĩa. Rác thƣờng đƣợc chuyển tới máy nghiền rác, sau khi đƣợc nghiền nhỏ, cho đổ trở lại trƣớc song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn. 1.1.2. Bể lắng cát Hình 1.1: Song chắn rác ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 5 Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thơ, nặmg nhƣ: cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn… nhằm bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mịn, giảm cặn nặng ở các cơng đoạn xử lý sau. Trong nƣớc thải, bản thân cát khơng độc hại nhƣng sẽ ảnh hƣởng đến khả năng hoạt động của các cơng trình và thiết bị trong hệ thống nhƣ ma sát làm mịn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải cĩ bể lắng cát. Bể lắng cát thƣờng đƣợc đặt phía sau song chắn rác và trƣớc bể lắng sơ cấp. Đơi khi ngƣời ta đặt bể lắng cát trƣớc song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn cĩ lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn. Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lƣợng bản thân của chúng. Ở đây phải tính tốn thế nào để cho các hạt cát và các hạt vơ cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống cịn các chất lơ lửng hữu cơ khác trơi đi. Chú ý thời gian lƣu tồn nƣớc nếu quá nhỏ sẽ khơng bảo đảm hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ cĩ các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng thƣờng đƣợc trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dƣới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đƣờng ray để cơ giới hĩa việc xả cặn. Bể lắng cát gồm những loại sau: − Bể lắng cát ngang: Cĩ dịng nƣớc chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể. Bể cĩ thiết diện hình chữ nhật, thƣờng cĩ hố thu đặt ở đầu bể. − Bể lắng cát đứng: Dịng nƣớc chảy từ dƣới lên trên theo thân bể. Nƣớc đƣợc dẫn theo ống tiếp tuyến với phần dƣới hình trụ vào bể. Chế độ dịng chảy khá phức tạp, nƣớc vừa chuyển động vịng, vừa xoắn theo trục, vừa tịnh tiến đi lên, trong khi đĩ các hạt cát dồn về trung tâm và rơi xuống đáy. − Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể cĩ thiết diện hình trịn, nƣớc thải đƣợc dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và đƣợc thu và máng tập trung rồi dẫn ra ngồi. − Bể lắng cát làm thống (Bể lắng cát thổi khí): Để tránh lƣợng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu quả xử lý, ngƣời ta lắp vào bể lắng cát thơng thƣờng một dàn thiết bị phun khí. Dàn này đƣợc đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dịng xoắn ốc quét đáy bể với một vận tốc đủ để tránh hiện tƣợng lắng các chất hữu cơ, chỉ cĩ cát và các phân tử nặng cĩ thể lắng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 6 Sân phơi cát Cặn xả ra từ bể lắng cát cịn chứa nhiều nƣớc nên phải phơi khơ ở sân phơi cát hoặc hố chứa cát đặt ở gần bể lắng cát. Chung quanh sân phơi cát phải cĩ bờ đắp cao 1 – 2 m. Kích thƣớc sân phơi cát đƣợc xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn bằng 3 – 5 m/năm. Cát khơ thƣờng xuyên đƣợc chuyển đi nơi khác. Khi đất thấm tốt (cát, á cát) thì xây dựng sân phơi cát với nền tự nhiên. Nếu là đất thấm nƣớc kém hoặc khơng thấm nƣớc (á sét, sét) thì phải xây dựng nền nhân tạo. Khi đĩ phải đặt hệ thống ống ngầm cĩ lỗ để thu nƣớc thấm xuống. Nƣớc này cĩ thể dẫn về trƣớc bể lắng cát. 1.1.3. Bể tách dầu mỡ Nƣớc thải của một số xí nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa, các lị mổ, xí nghiệp ép dầu... thƣờng cĩ lẫn dầu mỡ. Các chất này thƣờng nhẹ hơn nƣớc và nổi lên trên mặt nƣớc. Nƣớc thải sau xử lí khơng cĩ lẫn dầu mỡ mới đƣợc phép cho chảy vào các thủy vực. Hơn nữa, nƣớc thải cĩ lẫn dầu mỡ khi vào xử lí sinh học sẽ làm bít các lỗ hổng ở vật liệu lọc, ở phin lọc sinh học và cịn làm hỏng cấu trúc bùn hoạt tính trong aerotank... Ngồi cách làm các gạt đơn giản bằng các tấm sợi quét trên mặt nƣớc, ngƣời ta chế tạo ra các thiết bị tách dầu, mỡ đặt trƣớc dây chuyền cơng nghệ xử lí nƣớc thải. 1.1.4. Bể điều hịa Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lƣu lƣợng và tải lƣợng dịng vào, đảm bảo hiệu quả của các cơng trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thƣớc của các thiết bị sau này. Cĩ 2 loại bể điều hịa: − Bể điều hịa lƣu lƣợng − Bể điều hịa lƣu lƣợng và chất lƣợng Các phƣơng án bố trí bể điều hịa cĩ thể là bể điều hịa trên dịng thải hay ngồi dịng thải xử lý. Phƣơng án điều hịa trên dịng thải cĩ thể làm giảm đáng kể dao động thành phần nƣớc thải đi vào các cơng đoạn phía sau, cịn phƣơng án điều hịa ngồi dịng thải chỉ giảm đƣợc một phần nhỏ sự dao động đĩ. Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hịa cần đƣợc xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 7 và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng nhƣ đặc tính của nƣớc thải. 1.1.5. Bể lắng Lắng là phƣơng pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn khơng hịa tan ra khỏi nƣớc thải. Dựa vào chức năng và vị trí cĩ thể chia bể lắng thành các loại: − Bể lắng đợt 1: Đƣợc đặt trƣớc cơng trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn, chất bẩn lơ lững khơng hịa tan. − Bể lắng đợt 2: Đƣợc đặt sau cơng trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi sinh, bùn làm trong nƣớc trƣớc khi thải ra nguồn tiếp nhận Căn cứ vào chiều dịng chảy của nƣớc trong bể, bể lắng cũng đƣợc chia thành các loại giống nhƣ bể lắng cát ở trên: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến (bể lắng radian). 1.1.6. Bể lọc Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thƣớc nhỏ bằng cách cho nƣớc thải đi qua lớp vật liệu lọc, cơng trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nƣớc thải cơng nghiệp. Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng cơ học cĩ thể loại bỏ khỏi nƣớc thải đƣợc 60% các tạp chất khơng hồ tan và 20% BOD, hiệu quả xử lý cĩ thể đạt tới 75% theo hàm lƣợng chất lơ lửng và 30-35 % theo BOD bằng các biện pháp làm thống sơ bộ hoặc đơng tụ cơ học. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép thì sau khi xử lý cơ học nƣớc thải đƣợc khử và xả lại vào nguồn, nhƣng thƣờng thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trƣớc khi qua giai đoạn xử lý sinh học. Bể lọc thƣờng làm việc với hai chế độ lọc và rửa lọc. Quá trình lọc chỉ áp dụng cho các cơng nghệ xử lý nƣớc thải tái sử dụng và cần thu hồi một số thành phần quí hiếm cĩ trong nƣớc thải. Các loại bể lọc thƣờng đƣợc phân loại nhƣ sau: + Lọc qua vách lọc. + Bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. + Bể lọc chậm. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 8 + Bể lọc nhanh. + Cột lọc áp lực. 1.2. Phƣơng pháp xử lý hĩa học Thực chất của phƣơng pháp xử lý hố học là đƣa vào nƣớc thải chất phản ứng nào đĩ để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hố học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hồ tan nhƣng khơng độc hại, khơng gây ơ nhiễm mơi trƣờng. Phƣơng pháp xử lý hố học thƣờng đƣợc áp dụng để xử lý nƣớc thải cơng nghiệp. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phƣơng và điều kiện vệ sinh cho phép, phƣơng pháp xử lý hố học cĩ thể hồn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nƣớc thải. 1.2.1. Phƣơng pháp trung hồ Nƣớc thải sản xuất của nhiều ngành cơng nghiệp cĩ thể chứa axit hoặc kiềm. Để ngăn ngừa hiện tƣợng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hĩa ở các cơng trình làm sạch và nguồn nƣớc khơng bị phá hoại, ta cần phải trung hịa nƣớc thải. Trung hịa cịn nhằm mục đích tách loại một số ion kim loại nặng ra khỏi nƣớc thải. Mặt khác muốn nƣớc thải đƣợc xử lý tốt bằng phƣơng pháp sinh học phải tiến hành trung hịa và điều chỉnh pH về 6.6 -7.6 Trung hịa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hịa dịch nƣớc thải. Một số hĩa chất dung để trung hịa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2, CaO0.6MgO0.4, (Ca(OH)2)0.6(Mg(OH)2)0.4, NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3, … Các phƣơng pháp trung hịa bao gồm: - Trung hịa lẫn nhau giữa nƣớc thải chứa acid và nƣớc thải chứa kiềm - Trung hịa dịch thải cĩ tinh acid, dùng các loại chất kiềm nhƣ: NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hịa nhƣ: CaCO3, Dolomit, … - Đối với dịch thải cĩ tính kiềm thì trung hịa bởi acid hoặc khí acid. Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hịa, cần dựa vào các yếu tố: - Loại acid hay bazơ cĩ trong nƣớc thải và nồng độ của chúng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 9 Độ hịa tan của các muối đƣợc hình thành do kết quả phản ứng hĩa học 1.2.2. Phƣơng pháp đơng tụ và keo tụ Trong nƣớc tồn tại nhiều chất lơ lửng khác nhau. Các chất này cĩ thể dùng phƣơng pháp xử lý khác nhau tùy vào kích thƣớc của chúng:  d > 10-4 mm : dùng phƣơng pháp lắng lọc.  d < 10-4 mm : phải kết hợp phƣơng pháp cơ học cùng phƣơng pháp hố học. Tức là cho vào các chất tạo khả năng dính kết kéo các hạt lơ lửng lắng theo => gọi là phƣơng pháp keo tụ trong xử lý nƣớc. Dùng để làm trong và khử màu nƣớc thải bằng cách dùng các chất keo tụ (phèn) và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo cĩ trong nƣớc thải thành những bơng cĩ kích thƣớc lớn hơn. Phƣơng pháp đơng tụ - keo tụ là quá trình thơ hĩa các hạt phân tán và nhũ tƣơng, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tƣợng lắng xảy ra. Sử dụng đơng tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán cĩ kích thƣớc 1-100µm. Để tạo đơng tụ, cần cĩ thêm các chất đơng tụ nhƣ: Hình 1.2 : Quá trình tạo bơng cặn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 10 Phèn nhơm: Phèn nhơm Al2(SO4)3.18H2O. Độ hịa tan của phèn nhơm trong nƣớc ở 200C là 362 g/l. pH tối ƣu từ 4.5-8. Phèn nhơm: cho vào nƣớc chúng phân ly thành Al3+ Al 3+ + 3H2O == Al(OH)3 + 3H + Độ pH của nƣớc ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình thuỷ phân:  pH > 4.5 : khơng xảy ra quá trình thuỷ phân.  pH = 5.5 – 7.5 : đạt tốt nhất.  pH > 7.5 : hiệu quả keo tụ khơng tốt. Nhiệt độ của nƣớc thích hợp vào khoảng 20 - 400C, tốt nhất 35-400C. Ngồi ra các yếu tố ảnh hƣởng khác nhƣ: thành phần Ion, chất hữu cơ, liều lƣợng… Phèn sắt: Phèn sắt FeSO4.7H2O. Độ hịa tan của phèn nhơm trong nƣớc ở 200C là 265 g/l. Quá trình đơng tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9. Phèn sắt : gồm sắt (II) và sắt (III): - Phèn Fe (II) : khi cho phèn sắt (II) vào nƣớc thì Fe(II) sẽ bị thuỷ phân thành Fe(OH)2. Fe 2+ + 2H2O == Fe(OH)2 + 2H + - Trong nƣớc cĩ O2 tạo thành Fe(OH)3 - pH thích hợp là 8 – 9 => cĩ kết hợp với vơi thì keo tụ tốt hơn. - Phèn FeSO4 kỹ thuật chứa 47-53% FeSO4. - Phèn Fe (III): Fe 3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H + - Phản ứng xảy ra khi pH > 3.5 - Hình thành lắng nhanh khi pH =5.5 - 6.5 Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O… Vơi. So sánh phèn sắt và phèn nhơm:  Độ hồ tan Fe(OH)3 < Al(OH)3  Tỉ trọng Fe(OH)3 = 1.5 Al(OH)3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 11  Trọng lƣợng đối với Fe(OH)3 = 2.4; Al(OH)3 =3.6  Keo sắt vẫn lắng khi nƣớc cĩ ít huyền phù.  Lƣợng phèn FeCl3 dùng = 1/3 –1/2 phèn nhơm  Phèn sắt ăn mịn đƣờng ống. 1.2.3. Phƣơng pháp điện hố học Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nƣớc bằng cách oxy hố điện hố trên cực anốt hoặc dùng để phục hồi các chất quý. Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: Oxy hĩa ở anod và khử ở catod. Xử lý bằng phƣơng pháp điện hĩa rất thuận lợi đối với những loại nƣớc thải cĩ lƣu lƣợng nhỏ và ơ nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vơ cơ đậm đặc. 1.2.4. Oxy hĩa khử Các chất bẩn trong nƣớc thải cơng nghiệp chứa các chất bẩn dạng hữu cơ và vơ cơ. Dạng hữu cơ bao gồm đam, mỡ đƣờng, các chất chứa phenol, nitơ,... Đĩ là những chất cĩ thể bị phân huỷ bởi vi sinh cĩ thể xử lý bằng phƣơng pháp sinh hố. Nhƣng cĩ một số chất cĩ những nguyên tố khơng thể xử lí đƣợc bằng phƣơng pháp sinh hố (đĩ là những kim loại nặng nhƣ đồng, chì, niken, coban, sắt, mangan, crom, ... ). Vì vậy để xử lý những chất độc hại, ngƣời ta thƣờng dùng phƣơng pháp hố học và hố lý, đặt biệt thơng dụng nhất là phƣơng pháp oxy hố khử.  Oxy hố bằng Clo. Clo và các chất cĩ chứa Clo hoạt tính là những chất oxy hố cĩ thể lợi dụng để tách H2S, hyđrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nƣớc thải.  Oxy hố bằng hyđro peoxit Hyđro peoxit H2O2 là một chất lỏng khơng màu cĩ thể trộn lẫn với nƣớc ở bất kỳ tỉ lệ nào. H2O2 đƣợc dùng để oxy hố các nitrit, các aldehit, phenol, xyanua, các chất thải chứa lƣu huỳnh và các chất nhuộm mạnh.  Oxy hố bằng oxy trong khơng khí Ngồi chức năng là oxy trong khơng khí đƣợc sử dụng để tách sắt ra khỏi nƣớc cấp, oxy cịn sử dụng để oxy hố sunfua trong nƣớc thải của nhà ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 12 máy giấy, chế biến dầu mỏ. Quá trình oxy hố hyđrosunfua thành sunfua lƣu huỳnh diễn ra qua các giai đoạn thay đổi hố trị của lƣu huỳnh từ -2 đến -6. S 2- --> S --> S10O6 2- --> S2O3 2- --> SO3 2- --> SO4 2-  Oxy hố bằng pyroluzit Pyroluzit thƣờng đƣợc sử dung để oxy hố As3+ đến As5+ theo phản ứng sau : H2AsO2 + MnO2 + H2SO4 = H2AsO4 + MnSO4 + H2O. Khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng mức độ oxy hố. Chế độ oxy hố tối ƣu nhƣ sau: Lƣợng MnO2 tiêu tốn: MnO2 bằng 4 lần so với lƣợng tính tốn theo lý thuyết : độ axit của nƣớc là 30 – 40 g/l ; nhiệt độ của nƣớc là 700C – 800C. Quá trình oxy hố này thƣờng đƣợc tiến hành bằng cách lọc nƣớc thải qua lớp vật liệu MnO2 buộc khuấy trộn nƣớc thải với vật liệu MnO2.  Ozon hĩa Phƣơng pháp này dùng để khử tạp chất nhiễm bẩn, khử màu, khử các vị lạ cĩ trong nƣớc. Quá trình oxy hố cĩ thể làm sạch nƣớc thải khỏi phenol, sản xuất dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, các chất hoạt động bề mặt, xyanua, chất nhuộm, ... Trong xử lý bằng ozon, các hợp chất hữ cơ bị phân huỷ và xảy ra sự khử trùng đối với nƣớc. Các vi khuẩn bị chết nhanh so với xử lý bằng clo vơi nghìn lần. 1.2.5. Phƣơng pháp quang xúc tác Quá trình quang xúc tác là quá trình kích thích các phản ứng quang hĩa bằng chất xúc tác, dựa trên nguyên tắc chất xúc tác Cat nhận năng lƣợng ánh sáng sẽ chuyển sang dạng hoạt hĩa * Cat, sau đĩ * Cat sẽ chuyển năng lƣợng sang cho chất thải và chất thải sẽ bị biến đổi sang dạng mong muốn. Quá trình cĩ thể tĩm tắt nhƣ sau: Cat + năng lƣợng ánh sáng → * Cat * Cat + chất thải → * chất thải + Cat * Chất thải → sản phẩm Một số chất bán dẫn đƣợc sử dụng làm chất quang xúc tác trong đĩ zinc oxide ZnO, titanium dioxide TiO2, zinc titanate Zn2TiO2, cát biển, CdS là các ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 13 chất cho hiệu quả cao. TiO2 rất hiệu quả trong việc phân hủy chloroform và urea (Kogo et al 1980), thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ nhƣ dimethyl phosphate (Harada et al, 1976). Cyanide (CN -) (10.6 ppm KCH, 0,01 M NaOH) cĩ thể bị phân hủy nhanh chĩng trong mơi trƣờng cĩ chứa 5% TiO2 và chiếu sáng với nguồn sáng cĩ bƣớc sĩng 350 nm (Carey and Oliver, 1980). Đầu tiên CN- bị oxy hĩa thành CNO -. Sau đĩ hàm lƣợng CNO- giảm dần chứng tỏ nĩ tiếp tục bị oxy hĩa. Quá trình quang xúc tác xảy ra với bức xạ cĩ bƣớc sĩng nhỏ hơn 4200oA tạo nên oxy hoạt tính phân hủy hồn tồn các chất thải hữu cơ thành CO2 và nƣớc (Nemerow và Dasgupta, 1991). 1.3 Phƣơng pháp xử lý hĩa lý Trong dây chuyền cơng nghệ xử lý, cơng đoạn xử lý hĩa lý thƣờng đƣợc áp dụng sau cơng đoạn xử lý cơ học. Phƣơng pháp xử lý hĩa lý bao gồm các phƣơng pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chƣng cất, cơ đặc, lọc ngƣợc... Phƣơng pháp hĩa lý đƣợc sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vơ cơ hịa tan, cĩ nhiều ƣu điểm nhƣ: + Loại đƣợc các hợp chất hữu cơ khơng bị oxy hĩa sinh học. + Khơng cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật. + Cĩ thể thu hồi các chất khác nhau. + Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn. 1.3.1. Tuyển nổi Hình 1.3: Phương pháp quang xúc tác ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 14 Phƣơng pháp tuyển nổi thƣờng đƣợc sử dụng để tách các tạp chất rắn khơng tan hoặc tan hoặc lỏng cĩ tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm nền. Nếu sự khác nhau về tỉ trọng đủ để tách, gọi là tuyển nổi tự nhiên. Trong xử lý chất thải tuyển nổi thƣờng đƣợc sử dụng đẻ khử các chất lơ lửng và nén bùn cặn. Ƣu điểm của phƣơng pháp này so với phƣơng pháp lắng là cĩ thể khử hồn tồn các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trongthời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng cĩ thể đƣợc thu gom bằng bộ phận vớt bọt. Phân loại : 1.3.2. Tuyển nổi phân tán khơng khí bằng thiết bị cơ học. Các trạm tuyển nổi vĩi phân tán khơng khí bằng thiết bị cơ học (tuabin hƣớng trục) đƣợc sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực khai khống cũng nhƣ trong lĩnh vực xử lý nƣớc thải. Các thiết bị kiểu này cho phép tạo bọt khí khá nhỏ. 1.3.3. Tuyển nổi phân tán khơng khí bằng máy bơm khí nén (qua các vịi phun, qua các tấm xốp).  Tuyển nổi phân tán khơng khí qua các vịi phun: Thƣờng đƣợc sử dụng để xử lý nƣớc thải chứa các tạp chất tan dễ ăn mịn vật liệu chế tạo các thiết bị cơ giới (bơm, tuabin) với các chi tiết chuyển động.  Tuyển nổi phân tán khơng khí qua tấm xốp, chụp xốp.  Tuyển nổi khơng khí qua tấm xốp, chụp hút cĩ ƣu điểm so với các biện pháp tuyển nổi khác, cấu tạo các ngăn tuyển nổi giống nhƣ cấu tạo của aeroten, ít tốn điện năng, khơng cần thiết bị cơ giới phức tạp, rất cĩ lợi khi xử lý nƣớc thải cĩ tính xâm thực cao.  Khuyết điểm của biện pháp tuyển nổi này là: các lỗ của các tấm xốp, chụp xốp chống bị tắt làm tăng tổn thất áp lực, khĩ chọn vật liệu xốp đáp ứng yêu cầu về kích thƣớt các bọt khí. 1.3.4. Tuyển nổi với tách khơng khí từ nƣớc (tuyển nổi chân khơng ; tuyển nổi khơng áp; tuyển nổi cĩ áp hoặc bơm hỗn hợp khí nƣớc). Biện pháp này đƣợc sử dụng rộng rãi với nƣớc thải chứa chất bẩn kích thƣớt nhỏ vì nĩ cho phép tạo bọt khí rất nhỏ. Thực chất của biện pháp này là tạo ra một dung dịch (nƣớc thải) bão hồ khơng khí. Sau đĩ khơng khí tự tách ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 15 ra khỏi dung dịch ở dạng các bọt khí cực nhỏ. Khi các bọt khí này nổi lên bề mặt sẽ kéo theo các chất bẩn. Tuyển nổi với tách khơng khí từ nƣớc phân biệt thành : tuyển nổi chân khơng, tuyển nổi khơng áp, tuyển nồi cĩ áp hoặc bơm hỗn hợp khí - nƣớc. 1.3.5. Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hố học.  Tuyển nổi điện. Khi dịng điện một chiều đi qua nƣớc thải, ở một trong các điện cực (catot) sẽ tạo ra khí hydro. Kết quả nƣớc thải đƣợc bão hồ bởi các bọt khí và khi nổi lên kéo theo các chất bẩn khơng tan tạo thành váng bọt bề mặt. Ngồi ra nếu trong nƣớc thải chứa các chất bẩn khác là các chất điện phân thì khi dịng điện đi qua sẽ làm thay đổi thành phần hố học và tính chất của nƣớc, trạng thái các chất khơng tan do cĩ các quá trình điện ly, phân cực, điện chuyển và oxy hố khử xãy ra. Cƣờng độ của các quá trình này phụ thuộc vào các yếu tố:  Thành phần hố học nƣớc thải  Vật liệu các điện cực (tan hoặc khơng tan)  Các thơng số của dịng điện : điện thế, cƣờng độ, điện trở suất.  Tuyển nổi sinh học và hố học Dùng để cơ đặc từ bể lắng dợt 1 . Cặn từ bể lắng đợt 1 đƣợc tập trung vào một bể đặc biệt vào đƣợc đun nĩng tới nhiệt độ 35 – 550C trong vài ngày. Do sinh vật phát triển làm lên men chất bẩn tạo bọt khí nổi lên, kéo theo cặn cùng nổi lên bề mặt, sau đĩ gạt vớt lớp bọt. Kết quả cặn giảm đƣợc độ ẩm tới 80 %. 1.3.6. Trích ly Trong hỗn hợp hai chất lỏng khơng hồ tan lẫn nhau, bất kỳ một chất thứ ba nào khác sẽ hồ tan trong hai chất lỏng trên theo quy luật phân bố. Nhƣ vậy trong nƣớc thải chứa các chất bẩn, nếu chúng ta đƣa vào một dung mơi và khuấy đều thì các chất bẩn đĩ hồ tan vào dung mơi theo đúng quy luật phân bố đã nĩi và nồng độ chất bẩn trong nƣớc sẽ giảm đi. Tiếp tục tách dung mơi ra khỏi nƣớc thì nƣớc thải coi nhƣ đƣợc làm sạch. Phƣơng pháp tách chất bẩn hồ tan nhƣ vậy gọi là phƣơng pháp trích ly. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 16 Hiệu suất xử lý nƣớc thải tuỳ thuộc vào khả năng phân bố của chất bẩn trong dung mơi, giá trị của hệ số phân bố hay khả năng trích ly của dung mơi. Kỹ thuật trích ly cĩ thể tiến hành nhƣ sau: cho dung mơi vào trong nƣớc thải và trộn đều cho tới khi đạt trạng thái cân bằng. Tiếp đĩ cho qua bể lắng. Do sự chênh lệch về trọng lƣợng riêng nên hỗn hợp sẽ phân ra hai lớp và dễ tách biệt chúng ra bằng phƣơng pháp cơ học. Nếu trích ly một lần mà khơng đạt yêu cầu tách chất bẩn ra khỏi nƣớc thải thì phải trích ly nhiều lần. Nếu dung mơi cĩ tỉ trọng bé hơn tỉ trọng nƣớc thải thì dẫn nƣớc thải từ trên xuống và dung mơi từ dƣới lên. Ngƣợc lại nếu dung mơi cĩ tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng nƣớc thải thì cho nƣớc chuyển động từ dƣới lên, dung mơi từ trên xuống. Phân loại: Tháp trích ly với vịng tiếp xúc (vịng đệm): Tháp trích ly với vịng đệm đƣợc ứng dụng rộng rãi trong cơng nghiệp và cho hiệu suất cao. Biện pháp này dùng để khử phenol bằng benzen hoặc dầu than đá hay bằng butylaxetat hoặc bằng ete điisopropyl. Dung mơi dẫn vào tháp qua các vịi phun. Chiều cao tháp thƣơng lấy bằng 6m. Tháp trích ly kiểu vịi phun tia. Đối với vịi phun, mức độ phân tán dung mơi nhờ các vịi phun là yếu tố quyết định. Nếu chọn đúng loại vịi phun, kích thƣớt và điều kiện cơng tác của nĩ cĩ thể đạt đƣợc mức độ phân tán cao. Tháp trích ly với đĩa roto quay Tháp trích ly với đĩa rơto là một tháp trụ, theo chiều cao chia thành nhiều ngăn bằng các vách cĩ thể trích ly đƣợc các chất bẩn dạng nhũ tƣơng trong nƣớc thải. Hiệu suất và khả năng vận chuyển cũa thiết bị trích ly này tuỳ thuộc vào kích thƣớt bên trong: đƣờng kính tháp, đƣờng kính đĩa, đƣờng kính các vịng stato và chiều cao mỗi ngăn. Tháp trích ly kiểu rung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 17 Tháp trích ly kiểu rung tạo ra trong tháp các pha nƣớc – dung mơi đƣợc phân tán và khuấy trộn nhờ chuyển động thẳng, vịng dọc theo trục tháp. Tháp trích ly kiều lắng – trộn. Tháp trích ly kiểu lắng trộn đƣợc dùng với lƣu lƣợng lớn và số bậc khá cao. Theo cấu tạo, cĩ thể là loại đứnghoặc loại ngang. 1.3.7. Hấp thụ Phƣơng pháp này đƣợc dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hồ tan vào nƣớc mà phƣơng pháp xử lý sinh học và các phƣơng pháp khác khơng loại bỏ đƣợc với hàm lƣợng rất nhỏ. Thơng thƣờng đây là các hợp chất hồ tan cĩ độc tính cao hoặc các chất cĩ mùi vị và màu khĩ chịu. Các chất hấp thụ thƣớng dùng là: than hoạt tính, đất sét hoặc silicagel, keo nhơm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất nhƣ xỉ mạ sắt,… Trong số này, than hoạt tính đƣợc dùng phổ biến nhất. Các chất hữu cơ kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp thụ. Lƣợng chất hấp thụ này tuỳ thuộc vào khả năng hấp thụ của từng chất và hàm lƣợng chất bẩn trong nƣớc thải. Các chất hữu cơ cĩ thể bị hấp thụ: phenol, allcyllbenzen, sunfonicacid, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm. Sử dụng phƣơng pháp hấp thụ cĩ thể hấp thụ đến 58 – 95% các chất hữu cơ và màu. Ngồi ra, để loại kim loại năng, các chất hữu cơ, vơ cơ độc hại ngƣời ta cịn dùng than bùn để hấp thụ và nuơi bèo tẩy trên mặt hồ. 1.3.8. Hấp phụ Hấp phụ là thu hút chất bẩn lên bề mặt của chất hấp phụ, phần lớn là chất hấp phụ rắn và cĩ thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hay động. Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất hấp phụ cĩ thể bị giải hấp phụ và chuyển ngƣợc lại vào chất thải. Các chất hấp phụ thƣờng đƣợc sử dụng là các loại vật liệu xốp tự nhiên hay nhân tạo nhƣ tro, mẫu vụn than cốc, than bùn silicagen, keo nhơm, đất sét hoạt tính,... và các chất hấp phụ này cịn cĩ khả năng tái sinh để tiếp tục sử dụng. 1.3.9. Chƣng bay hơi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 18 Khi chất hữu cơ dễ bay hơi cùng với nƣớc tạo thành hỗn hợp đẳng sơi thì ngƣời ta dùng phƣơng pháp chƣng bay hơi để tách các chất đĩ cùng bay theo hơi nƣớc. Nhiều hỗn hợp đẳng sơi khi ngƣng tụ sẽ hình thành các lớp riêng biệt và do đĩ dễ dàng tách các chất bẩn ra khỏi dung dịch bão hồ. Tuy nhiên nhiều khi chúng khơng hình thành các lớp riêng biệt do độ hồ tan của lớp ngƣng với chất bẩn rất lớn. Những hỗn hợp đĩ vẫn cĩ thể sử dụng trực tiếp hoặc cĩ thể sử dụng sau khi xử lý bằng phƣơng pháp trích ly. 1.3.10. Trao đổi ion Phƣơng pháp trao đổi ion đƣợc ứng dụng để xử lý nứơc thải khỏi các kim loại nhƣ Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn, … cũng nhƣ các hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua và chất phĩng xạ. Phƣơng pháp này cho phép thu hồi các kim loại cĩ giá trị và đạt đƣợc mức độ xử lý cao. Vì vậy nĩ là phƣơng pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nƣớc cấp và nứơc thải.  Một số khái niệm về quá trình trao đổi ion Trao đổi ion là một quá trình trong đĩ các ion trên bề mặt của chất rắn trao đồi ion với ion cĩ cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hồn tồn khơng tan trong nƣớc. Các chất cĩ khả năng hút các ion dƣơng từ dung dịch điện ly gọi là các cationit. Những chất này mang tính axit. Những chất cĩ khả năng hút các ion âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm. Nếu nhƣ các ion nào đĩ trao đổi cả cation và anion thì ngƣời ta gọi chúng là các ionit lƣỡng tính.  Các chất trao đổi ion Các chất trao đổi tion cĩ thể là các chất vơ cơ hay hữu cơ cĩ nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhan tạo. Nhĩm các chất trao đổi ion vơ cơ tự nhiên gồm cĩ các zeolit, kim loại khống chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau, … - Các chất chứa nhơm silicat loại: Na2O.Al2O3.nSiO2.mH2O. - Các chất florua apatit [Ca5(PO4)3]F và hydroxyt apatit [Ca5(PO4)3]OH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 19 - Các chất cĩ nguồn gốc từ các chất vơ cơ tổng hợp gồm silicagel, permutit (chất làm mềm nƣớc) , ... - Các chất trao đổi ion hữu cơ cĩ nguồn gốc tự nhiên gồm axut humic của đất (chất mùn) và than đá, chúng mang tính axit yếu. - Các chất trao đổi ion hữu cơ tổng hợp là các nhựa cĩ bề mặt riêng lớn, chúng là những hợp chất cao phân tử. Ví dụ, các chất trao đổi cation sunfua RSO3H, trong đĩ H – ion trái dấu và SO3 – ion nhận điện tử ; hoặc cation cacboxylic : R-COOH ; cation phenolic : R-OH ; cation photpho : R – PO3 - H.  Cơ sở quá trình trao đổi ion Cơ chế trao đổi ion cĩ thể gồm những giai đoạn sau: - Di chuyển ion A từ nhân của dịng chất thải lỏng tới bề mặt của lớp biên giới màng chất lỏng bao quanh hạt trao đổi ion. - Khuếch tán lớp ion qua lớp biên giới. - Chuyển ion đã qua biên giới phân pha và hạt nhựa trao đổi. - Khuếch tán ion A bên trong hạt nhựa trao đổi tới các nhĩm chức năng trao đổi ion - Phản ứng hố học trao đổi ion A và B - Khuếch tán ion B bên trong hạt trao đổi ion tới biên giới phân pha. - Chuyển các ion B qua biên giới phân pha ở bề mặt trong của màng chất lỏng. - Khuếch tán các ion B qua màng - Khuếch tán các ion B vào nhân dịng chất lỏng. 1.3.11. Tách bằng màng Màng đƣợc định nghĩa là một pha đĩng vai trị ngăn cách giữa các pha khác nhau. Nĩ cĩ thể là chất rắn, hoặc một gel (chất keo) trƣơng nở do dung mơi hoặc thậm chí cả một chất lỏng. Việc ứng dụng màng để tách các chất, phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đĩ qua màng. Phân loại: a. Thẩm thấu ngƣợc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 20  Khái niệm: Thẩm thấu là sự di chuyển tự phát của dung mơi từ một dung dịch lỗng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm. Ơ tại một áp suất nhất định, sự cân bằng đƣợc thiết lập thì áp suất đĩ đƣợc gọi là áp suất thẩm thấu.  Cơ chế: Ngƣời ta cho rằng nếu nhƣ chiều dày của lớp phân tử nƣớc bị hấp phụ bằng hay lớn hơn nửa đƣờng kính mao quản của màng thì dƣới tác dụng của áp suất thì chỉ cĩ nƣớc sạch đi qua; mặt dầu kích thứơt của nhiều ion nhỏ hơn kích thƣớt của phân tử nứơc. Các màng hydrat cùa các ion này đã cản trở khơng cho chúng đi qua mao quản của màng. Kích thƣớt lớp màng hydrat của các ion khác nhau sẽ khác nhau.  Thiết bị: Để cĩ thể thiết kế một thiết bị thẩm thấu ngƣợc ta cần biết thành phần và số lƣợng nƣớc thải, nhiệt độ và áp suất thẩm thấu. b. Siêu lọc  Giống nhƣ thẩm thấu ngƣợc, quá trình siêu lọc cũng phụ thuộc vào áp suất động lực và địi hỏi màng cho phép một số cấu tử thấm qua và giữ lại một số cấu tử khác. Điều khác biệt là ở chỗ siêu lọc thƣởng sử dụng để tách dung dịch cĩ khối lƣợng phân tử bột và cĩ áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ các vi khuẩn, tinh bột, đất sét, …). Cịn thẩm thấu ngƣợc thƣờng đƣợc sử dụng để khử các chất cĩ khối lƣợng phân tử thấp và áp suất thẩm thấu cao.  Khi sử dụng kết hợp thẩm thấu ngƣợc và siêu lọc cĩ thể làm đậm đặc và phân tách các chất hồ tan hữu cơ và vơ cơ trong nƣớc thải. Sau quá trình siêu lọc nhận đƣợc phần đậm đặc chứa các chất hữu cơ, cịn trong quá trình thẩm thấu ngƣợc sẽ nhận đƣợc phần đậm đặc của chất vơ cơ. c. Thẩm tách và điện thẩm tách  Phép thẩm tách là quá trình phân tách các chất rắn bằng sử dụng khuếch tán khơng bằng nhau qua màng. Tốc độ khuếch tán cĩ liên quan đến gradien nồng độ qua màng. 1.4. Phƣơng pháp xử lý sinh học 1.4.1 Sơ lƣợc về các vi sinh vật trong việc xử lý nƣớc thải  Trong các bể xử lý sinh học các vi khuẩn đĩng vai trị quan trọng hàng đầu vì nĩ chịu trách nhiệm phân hủy các thành phần hữu cơ trong nƣớc thải. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 21 Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất thải hữu cơ sẽ đƣợc các vi khuẩn hiếu khí, kị khí và hiếu khí khơng bắt buộc sử dụng để lấy năng lƣợng để tổng hợp các chất hữu cơ tạo thành tế bào vi khuẩn mới. Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các giống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrát hĩa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngồi ra cịn cĩ các loại hình sợi nhƣ Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix và Geotrichum. Ngồi các vi khuẩn các vi sinh vật khác cũng đĩng vai trị quan trọng trong các bể bùn hoạt tính. Ví dụ nhƣ các nguyên sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm cho nƣớc thải đầu ra sạch hơn về mặt vi sinh.  Khi bể xử lý đƣợc xây dựng xong và đƣa vào vận hành thì các vi khuẩn cĩ sẵn trong nƣớc thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong một mẻ cấy vi khuẩn. Trong thời gian đầu, để sớm đƣa hệ thống xử lý vào hoạt động ổn định cĩ thể dùng bùn của các bể xử lý đang hoạt động gần đĩ cho thêm vào bể mới nhƣ là một hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bể xử lý. Chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn: Giai đoạn thích nghi (lag-phase): Xảy ra khi bể bắt đầu đƣa vào hoạt động và bùn của các bể khác đƣợc cấy thêm vào bể. Đây là giai đoạn để các vi khuẩn thích nghi với mơi trƣờng mới và bắt đầu quá trình phân bào. Giai đoạn tăng trƣởng (log-growth phase): Giai đoạn này các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lƣợng. Tốc độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lƣợng thức ăn trong mơi trƣờng. Giai đoạn cân bằng (stationary phase): Lúc này mật độ vi khuẩn đƣợc giữ ở một số lƣợng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất dinh dƣỡng cần thiết cho quá trình tăng trƣởng của vi khuẩn đã bị sử dụng hết, số lƣợng vi khuẩn sinh ra bằng với số lƣợng vi khuẩn chết đi. Giai đoạn chết (log-death phase): Trong giai đoạn này số lƣợng vi khuẩn chết đi nhiều hơn số lƣợng vi khuẩn đƣợc sinh ra, do đĩ mật độ vi khuẩn trong bể giảm nhanh. Giai đoạn này cĩ thể do các lồi cĩ kích thƣờc khả kiến hoặc là đặc điểm của mơi trƣờng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 22 Đồ thị trên chỉ mơ tả sự tăng trƣởng của một quần thể vi khuẩn đơn độc. Thực tế trong bể xử lý cĩ nhiều quần thể khác nhau và cĩ đồ thị tăng trƣởng giống nhau về dạng nhƣng khác nhau về thời gian tăng trƣởng cũng nhƣ đỉnh của đồ thị. Trong một giai đoạn bất kỳ nào đĩ sẽ cĩ một lồi cĩ số lƣợng chủ đạo do ở thời điểm đĩ các điều kiện nhƣ pH, oxy, dinh dƣỡng, nhiệt độ... phù hợp cho lồi đĩ. Sự biến động về các vi sinh vật chủ đạo trong bể xử lý đƣợc biểu diễn nhƣ sau: Hình 1.4: Đồ thị điển hình về sự tăng trƣởng của vi sinh vật trong bể xử lý sinh học ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 23 Trong quá trình thiết kế chúng ta phải tính tốn chính xác thời gian tồn lƣu của vi khuẩn trong bể xử lý và thời gian này phải đủ lớn để các vi khuẩn cĩ thể sinh sản đƣợc. Trong quá trình vận hành, các điều kiện cần thiết cho quá trình tăng trƣởng của vi khuẩn (pH, chất dinh dƣỡng, nhiệt độ, khuấy trộn...) phải đƣợc điều chỉnh ở mức thuận lợi nhất cho vi khuẩn. 1.4.2 Cơng trình xử lý trong điều kiện tự nhiên 1.4.2.1 Cánh đồng tƣới cơng cộng và bãi lọc Trong nƣớc thải sinh hoạt chứa một hàm lƣợng N, P, K khá đáng kể. Nhƣ vậy, nƣớc thải là một nguồn phân bĩn tốt cĩ lƣợng N thích hợp với sự phát triển của thực vật. Tỷ lệ các nguyên tố dinh dƣỡng trong nƣớc thải thƣờng là 5:1:2 = N:P:K. Nƣớc thải cơng nghiệp cũng cĩ thể sử dụng nếu chúng ta loại bỏ các chất độc hại. Để sử dụng nƣớc thải làm phân bĩn, đồng thời giải quyết xử lý nƣớc thải theo điều kiện tự nhiên ngƣời ta dùng cánh đồng tƣới cơng cộng và cánh đồng lọc. Hình 1.5: Đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của các vi sinh vật trong bể xử lý sinh học ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 24 Nguyên tắc hoạt động : Việc xử lý nƣớc thải bằng cánh đồng tƣới, cánh đồng lọc dựa trên khả năng giữ các cặn nƣớc ở trên mặt đất, nƣớc thấm qua đất nhƣ đi qua lọc, nhờ cĩ oxy trong các lỗ hỏng và mao quản của lớp đất mặt, các VSV hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống, lƣợng oxy càng ít và quá trình oxy hĩa các chất hữu cơ càng giảm xuống dần. Cuối cùng đến độ sâu ở đĩ chỉ xảy ra quá trình khử nitrat. Đã xác định đƣợc quá trình oxy hĩa nƣớc thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu tới 1.5m. Vì vậy các cánh đồng tƣới và bãi lọc thƣờng đƣợc xây dựng ở những nơi cĩ mực nƣớc nguồn thấp hơn 1.5m so với mặt đất. 1.4.2.2 Ao hồ sinh học Đây là phƣơng pháp xử lý đơn giản nhất và đã đƣợc áp dụng từ xƣa. Phƣơng pháp này cũng khơng yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tƣ ít, chi phí hoạt động rẻ tiền, quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao. Quy trình đƣợc tĩm tắt nhƣ sau: Nƣớc thải → loại bỏ rác, cát, sỏi... → Các ao hồ ổn định → Nƣớc đã xử lý.  Hồ hiếu khí. Ao nơng 0,3 – 0,5 m cĩ quá trình oxy hĩa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật. gồm 2 loại: Hồ làm thống tự nhiên và hồ làm thống nhân tạo.  Hồ kị khí. Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc khơng cĩ điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống khơng cần oxy của khơng khí. Chúng sử dụng oxy từ các hợp chất nhƣ nitrat, sulfat... Để oxy hĩa các chất hữu cơ và các loại rƣơu và khí CH4, H2S,CO2,…và khí và nƣớc. Chiều sâu của hồ khá lớn khoảng 2 – 6 m.  Hồ tùy nghi. Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hịa tan cĩ đều ở trong nƣớc và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng lắng. Ao hồ tùy nghi đƣợc chia làm ba vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khi tùy tiện và vùng phía đáy sâu là vùng kị khí. Chiều sâu của hồ khoảng 1 – 1,5 m. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 25  Hồ ổn định bậc ba. Nƣớc thải sau khi xử lý cơ bản (bậc II) chƣa đạt tiêu chuẩn là nƣớc sạch để xả vào nguồn thì cĩ thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các cơng trình xử lý bậc III là ao hồ ổn định sinh học kết hợp với thả bèo nuơi cá. 1.4.3 Các cơng trình xử lý nhân tạo Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo cĩ thể kể đến hai quá trình cơ bản: + Quá trình xử lý sinh trƣởng lơ lủng. + Quá trình xử lý sinh trƣởng bám dính. Các cơng trình tƣơng thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhƣ: Aeroten bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật bám dính), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay... 1.4.3.1. Các cơng trình xử lý sinh học hiếu khí Quá trình xử lý nƣớc thải sử dụng bùn hoạt tính dựa sào sự hoạt động sống của si sinh vật hiếu khí. Trong bể Aeroten, các chất lơ lửng đĩng vai trị là các hạt nhân để cho vi khuẩn cƣ trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bơng cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bơng cặn cĩ màu nâu sẩm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nƣớc thải và là nơi cƣ trú để phát triển của vơ số vi khuẩn và vi sinh vật khác. Các vi sinh vật đồng hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nƣớc thải thành các chất dinh dƣỡng cung cấp cho sự sống. trong quá trình phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phĩng năng lƣợng, nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Nhƣ vậy các chất hữu cơ cĩ trong nƣớc thải đƣợc chuyển hĩa thành các chất vơ cơ nhƣ H2O, CO2 khơng độc hại cho mơi trƣờng. Quá trình sinh học hiếu khí cĩ thể diễn ra tĩm tắt nhƣ sau: Vi sinh vật hiếu khí Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + Tế bào mới + Năng lƣợng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 26 Một số loại cơng trình thƣờng dùng trong xử lý nƣớc thải: a. Bể Aeroten truyền thống. Xả bùn tươi Nước thải Tuần hoàn bùn hoạt tính Bể lắng đợt 2 Bể Aerotank nguồn tiếp nhận Xả ra Xả bùn hoạt tính thừa Bể lắng đợt 1 Hình 1.6: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten truyền thống b. Bể Aeroten tải trọng cao. Hoạt động của bể Aeroten tải trọng cao tƣơng tự nhƣ bể cĩ dịng chảy nút, chịu đƣợc tải trọng chất bẩn cao và cĩ hiệu suất làm sạch cũng cao, sử dụng ít năng lƣợng, lƣợng bùn sinh ra thấp. Nƣớc thải đi vào cĩ đọ nhiễm bẩn cao, thƣờng là BOD>500 mg/l. Tải trọng bùn hoạt tính là 400 – 1000 mg BOD/g bùn (khơng cho) trong một ngày đêm. c. Bể Aeroten cĩ hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dịng chảy. Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aeroten đƣợc giảm dần từ đầu đến cuối bể do đĩ nhu cầu cung cấp oxy cũng tỷ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ. Ƣu điểm: - Giảm đƣợc lƣơng khơng khí cấp vào bể tức là giảm cơng suất của máy thổi khí - Khơng cĩ hiện tƣợng làm thống quá mức làm ngăn cản sự sinh trƣởng của vi khuẩn khử các hợp chất Nitơ. - Cĩ thể áp dụng tải trọng cao (F/M cao), chất lƣợng nƣớc ra tốt. d. Bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định(Contact Stabilitation). Bể cĩ 2 ngăn: Ngăn tiếp xúc và ngăn tái sinh. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 27 Tuần hoàn bùn Bể Aerotank Ngăn tái sinh bùn hoạt tính Ngăn tiếp xúc Bể lắng đợt 1 Nước thải Xả bùn tươi nguồn tiếp nhận Bể lắng đợt 2 Xả bùn hoạt tính thừa Xả ra Hình 1.7: Sơ đồ làm việc của Bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc. Ƣu điểm của dạng bể này là Bể Aeroten cĩ ngăn tiếp xúc cĩ dung tích nhỏ, chịu đƣợc sự dao động của lƣu lƣợng và chất lƣợng nƣớc thải, cĩ thể ứng dụng cho nƣớc thải cĩ hàm lƣợng keo cao. e. Bể Aeroten làm thống kéo dài. Khi nƣớc thải cĩ tỉ số F/M (Tỉ lệ giữa BOD5 và bùn hoạt tính mg BOD5/mg bùn hoạt tính) thấp, tải trọng thấp, thời gian thơng khí thƣờng 20-30h Tuần hoàn bùn hoạt tính Bể Aerotank làm thoáng kéo dài 20 -30 giờ lưu nươc trong bể Nướ thải Lưới chắn rác Bể lắng đợt 2 Xả ra nguồn tiếp nhận Định kỳ xả bùn hoạt tính thừa Hình 1.8: Sơ đồ làm việc của bể Aeroten làm thống kéo dài. f. Bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 28 Xả bùn tươi Bể lắng đợt 1 Nước thải Xả bùn hoạt tính thừa Tuần hoàn bùn Bể lắng đợt 2 nguồn tiếp nhận Xả ra Máy khuấy bề mặt Hình 1.9: Sơ đồ làm việc của Bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh. Ƣu điểm: Pha lỗng ngay tức khác nồng độ các chất ơ nhiễm trong tồn thể tích bể, khơng xảy ra hiện tƣợng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho loại nƣớc thải cĩ chỉ số bùn cao, cặn khĩ lắng. g. Oxytank. Dựa trên nguyên lý làm việc của Aeroten khuấy đảo hồn chỉnh ngƣời ta thay khơng khí nén bằng sục khí oxy tinh khiết. Hình 1.10: Bể Oxytank. Ƣu điểm:  Hiệu suất cao nên tăng đƣợc tải trọng BOD.  Giảm thời gian sục khí.  Lắng bùn dễ dàng.  Giảm bùn đáng kể trong quá trình xử lý. h. Mƣơng oxy hĩa. Mƣơng oxy hĩa là dạng cải tiến của bể Aeroten khuấy trộn hồn chỉnh cĩ dạng vịng hình chữ O làm viếc trong chế độ làm thống kéo dài với dung dịch ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 29 bùn hoạt tính lơ lửng trong nƣớc thải chuyển động tuần hồn liên tục trong mƣơng. i. Bể lọc sinh học – Biofilter. Là cơng trình đƣợc thiết kế nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ cĩ trong nƣớc thải nhờ quá trình oxy hĩa 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. Cĩ 2 dạng: + Bể lọc sinh học nhỏ giọt: Là bể lọc sinh học cĩ lớp vật liệu lọc khơng ngập nƣớc. Giá trị BOD của nƣớc thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15mg/l. Với lƣu lƣợng nƣớc thải khơng quá 1000 m3/ngày. + Bể lọc sinh học cao tải: Lớp vật liệu lọc đặt ngập trong nƣớc. Tải trọng nƣớc thải tới10 ÷ 30m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc sinh học nhỏ giọt. Tháp lọc sinh học cũng cĩ thể đƣợc xem nhƣ là một bể lọc sinh học nhƣng cĩ chiều cao khá lớn. j. Đĩa quay sinh học RBC ( Rotating biological contactors) RBC gồm một loại đĩa trịn xếp liền nhau bằng polystyren hay PVC. Những đĩa này đƣợc nhúng chìm trong nƣớc thải và quay từ từ. Trong khi vận hành, sinh vật tăng trƣởng sẽ bám dính vào bề mặt đĩa và hình thành một lớp màng nhày trên tồn bộ bề mặt ƣớt của đĩa. Đĩa quay làm cho sinh khối luơn tiếp xúc với chất hữu cơ trong nƣớc thải và khơng khí để hấp thụ oxy, đồng thời tạo sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí. k. Bể sinh học theo mẻ SBR ( Sequence Batch Reactor). SBR là một bể dạng của bể Aeroten. Khi xây dựng bể SBR nƣớc thải chỉ cần đi qua song chắn rác, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Ƣu điểm là khử đƣợc các hợp chất Nitơ, photpho khi vận hành đúng quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Bể SBR hoạt động theo 5 pha: + Pha làm đầy (fill): Thời gian bơm nƣớc vào bể kéo dài từ 1 – 3 giờ. Dịng nƣớc thải đƣợc đƣa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy. Trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tùy thuộc vào mục tiêu xử lý, hàm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 30 lƣợng BOD đầu vào, quá trình làm đầy cĩ thể thay đổi linh hoạt: Làm đầy – tĩnh, làm đầy – hịa trộn, làm đầy sục khí. + Pha phản ứng, thổi khí (React): Tạo phản ứng sinh hĩa giữa nƣớc thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thống bề mặt để cung cấp oxy vào nƣớc và khuấy trộng đều hỗn hợp. Thời gian làm thống phụ thuộc vào chất lƣợng nƣớc thải, thƣờng khoảng 2 giờ. Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hĩa cĩ thể thực hiện, chuyển nitơ từ dạng N-NH3 sang N-NO2 2- và nhanh chĩng chuyển sang dạng N-NO3 - . + Pha lắng(settle): Lắng trong nƣớc. Quá trình diễn ra trong mơi trƣờng tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cơ đặc bùn thƣờng kết thúc sớm hơn 2 giờ. + Pha rút nƣớc ( draw): Khoảng 0.5 giờ. + Pha chờ: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và số lƣợng bể, thứ tự nạp nƣớc nguồn vào bể. Xả bùn dƣ là một giai đoạn quan trọng khơng thuộc 5 giai đoạn cơ bản trên, nhƣng nĩ cũng ảnh hƣởng lớn đến năng suất của hệ. Lƣợng và tần xuất xả bùn đƣợc xác định bởi năng suất yêu cầu, cũng giống nhƣ hệ hoạt động liên tục thơng thƣờng. Trong hệ hoạt động gián đoạn, việc xả thƣờng đƣợc thực hiện ở giai đoạn lắng hoặc giai đoạn tháo nƣớc trong. Đặc điểm duy nhất là ở bể SBR khơng cần tuần hồn bùn hoạt hĩa. Hai quá trình làm thống và lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, cho nên khơng cĩ sự mất mát bùn hoạt tính ở giai đoạn phản ứng và khơng phải tuần hồn bùn hoạt tính để giữ nồng độ. 1.4.3.2. Các cơng trình xử lý sinh học kị khí Phân hủy kị khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy chất hữu cơ thành các chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện khơng cĩ oxy. Việc chuyển hĩa các acid hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lƣợng. Năng lƣợng hữu cơ chuyển hĩa thành khí vào khoảng 80  90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nƣớc thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32  35 oC. Ƣu điểm nổi bật của quá trình xử lý kị khí là lƣợng bùn sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hợn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 31 Trong quá trình lên men kị khí, thƣờng cĩ 4 nhĩm vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ nối tiếp nhau: - Thủy phân: Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme nhƣ các polysaccharide và protein thành các các phức chất đợn giản hoặc chất hịa tan nhƣ amino acid, acid béo.... Kết quả của sự bẻ gãy mạch cacbon chƣa làm giảm COD. - Acid hĩa: Ở giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hĩa các chất hịa tan thành chất đơn giản nhƣ acid beo dễ bay hơi, alcohols các axít lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. sự hình thành các acid cĩ thể làm ph giảm xuống 4.0. - Acetic hĩa (acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hĩa các sản phẩm của giai đoạn acid hĩa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới. - Mêtan hĩa (methanogenesis): Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân hủy kị khí. Axít acetic, H2, CO2, axít formic và methanol chuyển hĩa thành mêtan, CO2 và sinh khối. a. Phƣơng pháp kị khí với sinh trƣởng lơ lửng.  Phƣơng pháp tiếp xúc kị khí. Bể lên men cĩ thiết bị trộn và bể lắng riêng. Quá trình này cung cấp phân ly và hồn lƣu các vi sinh vật giống, do đĩ cho phép vận hành quá trình ở thời gian lƣu từ 6 – 12 giờ. Thiết bị khử khí giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bƣớc phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lƣu chất rắn đƣợc xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lƣu địi hỏi phải tăng gấp đơi.  Bể UASB ( Upflow anaerobic Sludge Blanket). Nƣớc thải đƣợc đƣa trực tiếp vào phía dƣới đáy bể và đƣợc phân phối đồng đều, sau đĩ chảy ngƣợc lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bơng bùn) và chất hữu cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và đƣợc thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. nƣớc thải thiếp theo đĩ chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn. sau đĩ ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hồn lƣu lại ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 32 vùng lớp bơng bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì đƣợc nĩ rất quan trọng khi vận hành UASB. Thƣờng 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 nhở. Để duy trì lớp bơng bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dịng chảy thƣờng lấy khoảng 0,6  0,9 m/h. 1. Đầu vào, 2. Đầu ra, 3. Biogas 4. Thiết bị giữ bùn (VSV), 5. Khu vực cĩ ít bùn hơn b. Phƣơng pháp kị khí với sinh khối gắn kết.  Lọc kị khí với sinh trƣởng gắn kết trên giá màng hữu cơ (ANAFIZ). Lọc kị khí với sự tăng trƣởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể lọc cĩ thể đƣợc vận hành ở chế độ dịng chảy ngƣợc hoặc xuơi. Giá thể trong quá trình lƣu giữ bùn hoạt tính trên nĩ cũng đƣợc phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hĩa.  Bể kị khí với lớp vật liệu giả lỏng trƣơng nở (ANAFLUX). Vi sinh vật đƣợc cố định trên lớp vật liệu hạt đƣợc giãn nở bở dịng nƣớc 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. Hình 1.11: Bể USAB ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 33 Khở động nhanh chĩng. Khơng tẩy trơi các quần thể sinh học bám dính trên vật liệu. Cĩ khả năng thay đổi lƣu lƣợng trong giới hạn tốc độ chất lỏng. 1.5. Phƣơng pháp khử trùng Khử trùng nƣớc thải là giai đoạn cuối cùng của cơng nghệ xử lý nƣớc thải nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh chứa trong nƣớc thải trƣớc khi xả ra nguồn nƣớc. Khử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ tiêu diệt hồn tồn các vi sinh vật cịn quá trình khử trùng thì khơng tiêu diệt hết các vi sinh vật. Quá trình khử trùng dùng để tiêu diệt các vi khuẩn, virus, amoeb gây ra các bệnh thƣơng hàn, phĩ thƣơng hàn, lỵ, dịch tả, sởi, viêm gan... Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hĩa chất, sử dụng các quá trình cơ lý, sử dụng các bức xạ. Trong phần này chúng ta chỉ bàn đến việc khử trùng bằng các hĩa chất. Các hĩa chất thƣờng sử dụng cho quá trình khử trùng là chlorine và các hợp chất của nĩ, bromine, ozone, phenol và các phenolic, cồn, kim loại nặng và các hợp chất của nĩ, xà bơng và bột giặt, oxy già, các loại kiềm và axít. 1.5.1 Khử trùng bằng Clo và hợp chất của Clo Cl2 là chất oxi hố mạnh ở bất kỳ dạng nào. Khi cho Clo tác dụng với nĩ sẽ tạo thành HOCl cĩ tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào trong H2O, chất diệt trùng sẽ khuyếch tán qua lớp vỏ tế bào sinh vật ⇒ gây phản ứng với men tế bào ⇒ làm phá hoại các quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật. Khi cho Clo vào trong nƣớc, phản ứng diễn ra nhƣ sau: Cl2 + H2O = HCl + HClO Hoặc cĩ thể ở dạng phƣơng trình phân li Cl2 + H2O = H + + OCl - + Cl - Khi sử dụng Clorua vơi, phản ứng diễn ra nhƣ sau: Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl 2HOCl = 2H + + 2OCl - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 34 Khả năng diệt trùng của Clo phụ thuộc vào hàm lƣợng HOCl cĩ trong H 2O. Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lƣợng ion H+ trong nƣớc hay phụ thuộc vào pH của nƣớc. Khi: - pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5% cịn OCl- chiếm 0.5% - pH = 7 thì HOCl chiếm 79% cịn OCl- chiếm 21% - pH = 8 thì HOCl chiếm 25% cịn OCl- chiếm 75% Tức là pH càng cao hiệu quả khử trùng càng giảm. Tác dụng khử trùng của HOCl cao hơn nhiều OCl- Khi cho Clo vào trong nƣớc ngồi việc diệt vi sinh vật, nĩ cịn khử các chất hồ tan và NH3. HOCl + NH3 = NH2Cl + H2O HOCl + NH2Cl = NHCl2 + H2O HOCl + NHCl = NCl3 + H2O Do đĩ khả năng diệt trùng kém đi. Bởi vì khả năng diệt trùng của monocloramin hấp hơn dicloramin khoảng 3 – 5 lần, cịn khả năng diệt trùng của dicloramin thấp hơn HOCl khoảng 20 – 25 lần. Khi pH tăng → NCl3 tạo ít. Khả năng diệt trùng của NH2Cl = ( 1/3 -1/5) NHCl2 và NH2Cl2 =(1/20 – 1/25)Cl2. Sau khi qua xử ly (hệ thống xử lý) thì lƣợng Clo lƣợng dƣ: 0.3-0.5mg/l. Sao cho đến cuối ống cịn 0.05mg/l. Lƣợng Clo dƣ đƣa vào trong nƣớc phải xác định bằng thực nghiệm. Khi thiết kế sơ bộ cĩ thể lấy nhƣ sau : đối với nƣớc thải sau xử lý cơ học là 10mg/l; nƣớc thải sau xử lý Aeroten khơng hồn tồn hay Biophin cao tải là 5mg/l; nƣớc thải xử lý sinh học hồn tồn là 3mg/l. Khi trong nƣớc cĩ phenol, khử trùng bằng Clo → Clo phenol cĩ mùi rất khĩ chịu. Nên khử bằng NH3 trƣớc khi khử trùng.  Khử trùng bằng Clo lỏng: Khi dùng Clo lỏng để khử trùng, tại nhà máy phải lắp đạt thiết bị chuyên dùng để đƣa Clo vào nƣớc gọi là Cloratơ. Đây là thiết bị cĩ chức năng pha chế và định lƣợng Clo hơi và nƣớc.  Khử trùng bằng Clorua vơi và canxihyphocloit: Clorua vơi đƣợc sản xuất bằng cách cho Clo + vơi tơi → Cloruavơi. Trong Cloruavơi thì lƣợng Clo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 35 hoạt tính chiếm 20 – 25%. Canxi hypơclorit Ca(OCl)2 là sản phẩm của quá trình làm bão hịa dung dịch vơi sữa bằng Clo. Ham lƣợng Clo hoạt tính chiếm 30 – 45%.  Khử trùng bằng Natri hypoclorit (nƣớc zaven). NaClo là sản phảm của quá trình điện phân dung dịch muối ăn. Nƣớc zaven cĩ nồng độ Clo hoạt tính từ 6 – 8g/l 1.5.2. Khử trùng bằng Ơzơn (03):  Ơzơn là một chất khí cĩ màu tím ít hịa tan trong nƣớc và rất độc hại đối với con ngƣời. Ở trong nƣớc, ơzơn phân hủy rất nhanh thành ơxi phân tử và nguyên tử. Ơzơn cĩ tính hoạt hĩa mạnh hơn Clo, nên diệt trùng mạnh hơn.  Ơzơn đƣợc sản xuất bằng cách cho Oxy hoặc khơng khí đi qua thiết bị phĩng lửa điện. Để cung cấp đủ lƣợng Ơzơn cho trạm xử lý nƣớc ta dùng máy phát tia lửa điện và cho khơng khí chảy qua. Ơzơn sản xuât ra dễ bị phân hủy thành Oxy do đĩ phải lắp thiết bị làm lạnh ở máy sản xuất Ơzơn. Cĩ 2 loại máy làm lạnh điện cực: - Làm lạnh bằng khơng khí. - Làm lạnh bằng nƣớc.  Ƣu điểm của Ơzơn: - Khơng cĩ mùi - Làm giảm nhu cầu oxi của nƣớc, giảm chất hữu cơ, ... - Khử màu, phênol, xianua - Tăng DO - Khơng cĩ sản phẩm phụ gây độc hại - Tăng vận tốc lắng của hạt lơ lửng  Nhƣợc điểm: - Vốn đầu tƣ cao - Tiêu tốn năng lƣợng  Khả năng tiệt trùng của Ơzơn: Độ hịa tan của Ơzơn gấp 13 lần của oxy. Khi vừa cho vào trong nƣớc khả năng tiệt trùng là rất ít, khi Ơzơn đã hịa tan đủ liều lƣợng, ứng với hàm lƣợng đủ oxy hố hữu cơ và vi khuẩn trong nƣớc, lúc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 36 đĩ tác dụng khử trùng mạnh nhanh gấp 3100 lần so với Clo, thời gian tiệt trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây. Liều lƣợng cần thiết cho nƣớc ngầm là 0.75 – 1mg/l; 1.0 – 3.0 mg/l nƣớc mặt; sau bể lắng 2 trong xử lý nƣớc thải từ 5 – 15mg/l. 1.5.3. Khử trùng bằng tia cực tím  Tia cực tím UV là tia bức xạ điện từ cĩ bƣớc sĩng khoảng 4 – 400nm. Độ dài bƣớc sĩng của tia cực tím nằm ngồi vùng phát hiện, nhận biết của mắt thƣờng. Dùng tia cực tím để tiệt trùng khơng làm thay đổi tính chất hĩa học và lý học của nƣớc.  Tia cực tím tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khẩun, tia cực tím cĩ độ dài bƣớc sĩng 254nm, khả năng diệt khuẩn cao nhất. Trong các nhà máy xử lý nƣớc thải, dùng đèn thuỷ ngân áp lực thấp để phát tia cực tím, loại đèn này phát ra tia cự tím cĩ bƣớc sĩng 253,7nm, bĩng đèn đặt trong hộp thủy tinh khơng hấp phụ tia cực tím, ngăn cách đèn và nƣớc. Đèn đƣợc lắp thành bộ trong hộp đựng cĩ vách ngăn phân phối để khi nƣớc cảy qua hộp, đƣợc trộn đều để cho số lƣợng vi khuẩn đi qua đèn trong thời gian tiếp xúc ở hộp là cao nhất. Lớp nƣớc đi qua đèn cĩ độ dày khoảng 6mm, năng lƣợng tiêu thụ từ 6000 – 13000mocrowat/s, độ bền 3000 giờ đến 8000 giờ.  Tuy nhiên khi sử dụng phƣơng pháp này thì chi phí rất cao. Các thực nghiệm gần đây cho thấy nƣớc thải cĩ hàm lƣợng cặn lơ lửng SS < 50mg/l sau khi đi qua hộp đèn cực tím với tiêu chuẩn năng lƣợng nêu trên thì nƣớc cịn 200 Colifrom/100ml. 1.5.4. Khử trùng bằng một số phƣơng pháp khác  Khử trùng bằng siêu âm: Dùng dịng siêu âm với cƣờng độ tác dụng lớn sẽ cĩ thể tiêu diệt tồn bộ vi sinh vật trong nƣớc.  Khử trùng bằng PP nhiệt: PP cổ truyền. Đun sơi nƣớc ở 1000C.  Khử trùng bằng Ion Bạc: Cĩ thể tiêu diệt phần lớn vi trùng. Với 2 – 10g/l ion là cĩ thể tác dụng. 1.6. Phƣơng pháp xử lý cặn: Trong các trạm xử lý thƣờng cĩ khối lƣợng cặn lắng tƣơng đối lớn từ song chắn rác, bể lắng đợt một, đợt hai… Trong cặn chứa rất nhiều nƣớc (độ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 37 ẩm từ 97% – 99 %), và chứa nhiều chất hữu cơ cĩ khả năng, do đĩ cặn cần phải đƣợc xử lý để giảm bớt nƣớc, các vi sinh vật độc hại trƣớc khi thải cặn ra nguồn tiếp nhận. Các phƣơng pháp xử lý cặn gồm:  Cơ đặc cặn bằng trọng lực: Là phƣơng pháp để bùn lắng tự nhiên, các cơng trình của phƣơng pháp này là các bể lắng giống nhƣ bể lắng nƣớc thải: bể lắng đứng, bể ly tâm…  Cơ đặc cặn bằng tuyển nổi: Lợi dụng khả năng hịa tan khơng khí vào nƣớc khi nén hỗn hợp khí nƣớc ở áp lực cao, sau đĩ giảm áp lực của hỗn hợp xuống áp lực của khí quyển, khí hịa tan lại tách ra khỏi nƣớc dƣới dạng các bọt nhỏ dính bám vào hạt bơng cặn, làm cho tỷ trọng hạt bơng cặn nhẹ hơn nƣớc và nổi lên trên bề mặt. Các cơng trình sử dụng phƣơng pháp này gọi là bể tuyển nổi cĩ hình chữ nhật hoặc hình trịn.  Ổn định cặn: Là phƣơng pháp nhằm phân hủy các chất hữu cơ cĩ thể phân hủy bằng sinh học thành CO2, CH4 và H2O, giảm vấn đề mùi và loại trừ thối rữa của cặn, đồng thời giảm số lƣợng vi sinh vật gây bệnh và giảm thể tích cặn. Cĩ thể ổn định cặn hĩa chất, hay bằng phƣơng pháp sinh học hiếu khí hay kỵ khí. Các cơng trình đƣợc sử dụng trong ổn định cặn nhƣ: bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể mêtan…  Làm khơ cặn: Cĩ thể sử dụng sân phơi, thiết bị cơ học (máy lọc ép, máy ép băng tải, máy lọc chân khơng, máy lọc ly tâm…), hoặc bằng phƣơng pháp nhiệt. Lựa chọn cách nào để làm khơ cặn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mặt bằng, điều kiện đất đai, yếu tố thủy văn, kinh tế xã hội… 1.7. Một số cơng nghệ xử lý nƣớc thải của các đơ thị ở Việt Nam 1.7.1. Hệ thống xử lý nƣớc thải Thăng Long – Vân Trì (H Nội): Cơng suất Q = 42.000 m3/ngđ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 38 Nƣớc thải đầu vào Influent Lắng cát Grit Chamber Lắng sơ bộ Prmary sedimentation Xử lý sinh học Kị khí + Hiếu khí Biological Treatment Anaerobic + Aerobic Lắng cuối Final Sedimentation Khử trùng Disinfection Nƣớc đầu ra Effluent Nén bùn Sludge thickening Khử nƣớc bùn Sludge dewatering ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 39 1.7.2. Hệ thống xử lý nƣớc thải Cần Thơ (Cơng suất Q = 24.000 m 3/ng.đ) Nƣớc thải đầu vào Influent Lắng cát Grit Chamber Lắng sơ bộ Prmary sedimentation Xử lý sinh học Lọc nhỏ giọt Biological Treatment Trickling Filter Lắng cuối Final Sedimentation Nƣớc đầu ra Effluent Hồ phân hủy bùn Sludge digestion Ponds Sân phơi bùn Sludge drying bede ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 40 1.7.3. Hệ thống xử lý nƣớc thải Kênh Đen (thành phố Hồ Chí Minh): Cơng suất Q = 46.000 m3/ng.đ Nƣớc thải đầu vào Influent Lắng cát Grit Chamber Hồ sục khí Aerated Lagoon Hồ lắng Sedimentation pond Nƣớc đầu ra Effluent Hồ hồn thiện Maturation Ponds Sân phơi bùn Sludge drying bede ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 41 1.7.4. Hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt thành phố Đà Lạt_Lâm Đồng: Cơng suất 7.100 m3/ngày.đêm Nƣớc thải đầu vào Influent Hệ thống chắn rác Sewage system Lắng cát Grit Chamber Lắng hai vỏ Xử lý sinh học Lọc nhỏ giọt Biological Treatment Trickling Filter Lắng thứ cấp Secondary Sedimentation Hồ sinh học Biological Pond Khử trùng Disinfection Sân phơi bùn Sludge drying bede Nƣớc đầu ra Effluent ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 42 CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ TÂN AN, TỈNH LONG AN 2.1. Sơ lƣợc về tỉnh Long An 2.1.1. Điều kiện tự nhiên, xã hội tỉnh Long An a. Vị trí địa lý Long An nằm ở tọa độ 10°21'-12°19' Bắc và 105°30'-106°59' Đơng.  Phía Bắc giáp tỉnh Tây Ninh và tỉnh Svay Rieng của Vƣơng quốc Campuchia trên chiều dài biên giới 137,5 km.  Phía Nam giáp tỉnh Tiền Giang.  Phía Tây giáp tỉnh Đồng Tháp.  Phía Đơng giáp thành phố Hồ Chí Minh. b. Diện tích: Long An cĩ diện tích tự nhiên khoảng 4.491,87 km². Trong đĩ: Hình 2.1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Long An ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 43  Đất ở: 99000.7 ha  Đất nơng nghiệp: 331.286 ha  Đất lâm nghiệp: 1000 ha  Đất chuyên dùng: 28.574 ha  Đất chƣa sử dụng: 32.985 ha c. Dân số: Theo kết quả điều tra dân số 01/04/2009 dân số Long An là 1.436.914 ngƣời, với mật độ dân số 320 ngƣời/km². Tỷ lệ nam/nữ khoảng 49,5/50,5. d. Địa hình Dù xếp vào vùng Đồng bằng sơng Cửu Long nhƣng Long An là phần đất chuyển tiếp giữa Đơng Nam Bộ và Tây Nam Bộ, nên địa hình cĩ xu hƣớng thấp dần từ đơng bắc xuống tây nam. Phía Bắc và đơng bắc tỉnh cĩ một số gị đồi thấp; giữa tỉnh là vùng đồng bằng và phía tây nam tỉnh là vùng trũng Đồng Tháp Mƣời, trong đĩ cĩ khu rừng tràm ngập phèn rộng 46.300 ha. Tỉnh cĩ 6 nhĩm đất chính, nhƣng phần lớn là dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu cơ, cấu tạo bở rời, tính chất cơ lý kém, nhiều vùng bị chua phèn và tích tụ độc tố. Địa hình Long An bị chia cắt nhiều bởi hệ thống sơng và kênh rạch chằng chịt với tổng chiều dài lên tới 8.912 km, sơng Vàm Cỏ Đơng vàVàm Cỏ Tây hợp thành sơng Vàm Cỏ, kênh Dƣơng Văn Dƣơng,... trong đĩ lớn nhất là sơng Vàm Cỏ Đơng chảy qua Long An. Dọc theo tuyến biên giới ở Long An, hiện nay cĩ 5 cửa khẩu, bao gồm: 1) Cửa khẩu Tho Mo - Đức Huệ 2) Cửa khẩu Bình Hiệp (Prây-Vo) – Mộc Hố 3) Cửa khẩu Vàm Đồn – Vĩnh Hƣng 4) Cửa khẩu Kênh 28 – Vĩnh Hƣng 5) Mỹ Quý Tây (Xịm-Rơng). Ngồi ra, cịn cĩ 5 điểm trao đổi hàng hố khác nhƣ Voi Đình, Dĩc Đinh thuộc huyện Đức Huệ, Tà Lọt thuộc huyện Mộc Hố, Rạch Chanh, Tàu Nu, Cây Trâm Dồ thuộc huyện Vĩnh Hƣng. e. Đặc điểm khí hậu – khí tƣợng: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 44 Long An nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, ẩm. Do tiếp giáp giữa 2 vùng Đơng Nam Bộ và Tây Nam Bộ cho nên vừa mang các đặc tính đặc trƣng cho vùng ĐBSCL lại vừa mang những đặc tính riêng biệt của vùng miền Đơng.  Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân năm là 27,5 0C; chênh lệch nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất so với tháng cao nhất khoảng 40C. Tháng cĩ nhiệt độ trung bình cao nhất trong năm là tháng 5 khoảng 29,20C. Tháng cĩ nhiệt độ thấp nhất là tháng giêng khoảng 25,10C.  Mƣa Lƣợng mƣa bình quân biến động từ 1.450-1.550 mm/năm. Mƣa giảm dần từ địa giới TP.HCM sang phía Tây và Tây Nam. Lƣợng mƣa ở Bến Lức và Hiệp Hịa cao hơn ở Tân An và Mộc Hĩa. Mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 11, chiếm 92- 95% lƣợng mƣa cả năm. Mùa khơ từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, chiếm 5-8% lƣợng mƣa cả năm. Tháng 4 và tháng 12 hằng năm là những tháng chuyển tiếp giữa 2 mùa, cĩ lƣợng mƣa trung bình từ 30 đến 50 mm. Lƣợng mƣa các tháng trong mùa mƣa biến động từ 150 mm đến 250 mm/tháng. Số ngày mƣa trong các tháng mùa mƣa biến động từ 12-18 ngày/tháng. Trong mùa mƣa thƣờng xảy ra những đợt ít mƣa hoặc khơng mƣa liên tục từ 7 đến 12 ngày vào các tháng 7 và 8 hằng năm. Số ngày mƣa trong năm biến động từ 104 đến 116 ngày. Thời gian mƣa thật sự biến động từ 156 đến 164 ngày, các tháng 1, 2, 3 trong mùa khơ rất ít mƣa.  Độ ẩm Độ ẩm khơng khí phụ thuộc vào mùa trong năm. Độ ẩm trung bình hằng năm là 80%. Độ ẩm lớn nhất ghi nhận đƣợc vào tháng 10/1979 là 99%. Độ ẩm nhỏ nhất ghi nhận đƣợc vào tháng 4/1978 là 36%. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 45  Ánh sáng Thời gian chiếu sáng bình quân ngày từ 6,8 - 7,5 giờ/ngày và bình quân năm từ 2.500 - 2.800 giờ. Tổng tích ơn năm 9.700 -10.100oC. Biên độ nhiệt giữa các tháng trong năm dao động từ 2-4oC.  Độ bốc hơi Độ bốc hơi phân bố theo mùa khá rõ rệt (mùa khơ và mùa mƣa) và ít biến động theo khơng gian. Luợng bốc hơi trung bình trong tỉnh chiếm từ 65 – 70% lƣợng mƣa hàng năm. Luợng bốc hơi trong mùa khơ khá lớn và nguợc lại đối với mùa mƣa.  Luợng bốc hơi trung bình nhiều năm: 1100 – 1200 mm;  Lƣợng bốc hơi lớn nhất vào tháng 2, 3 khoảng 130 mm;  Luợng bốc hơi nhỏ nhất vào tháng 9, 10 khoảng 70 mm.  Chế độ giĩ Chế độ giĩ tại Long An đƣợc phân chia theo 2 mùa. Mùa khơ từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, hƣớng giĩ chủ đạo là Đơng Bắc với tần suất 60 – 70%, giĩ xuất phát từ lục địa nên khơ lạnh. Mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 11, hƣớng giĩ Tây Nam với tần suất 70%. Giĩ thổi từ biển vào mang theo hơi nƣớc gây mƣa. Tốc độ giĩ vào các tháng mùa mƣa cao hơn mùa khơ, tuy nhiên khơng chênh lệch nhiều. Tốc độ giĩ trung bình tháng từ 1,5 – 2,5 m/s, mạnh nhất vào tháng 3 là 2,53 m/s và nhỏ nhất vào tháng 11 là 1,5 m/s. f. Giao thơng: Đƣờng bộ: cĩ Quốc lộ 1A là tuyến đƣờng huyết mạch nối Đơng Nam bộ với Tây Nam bộ cĩ một số cầu chính nhƣ Cầu Tân An, Cầu Bến Lức, Quốc lộ 62, Quốc lộ 50, Quốc lộ N1, Đƣờng Hồ Chí Minh, Đƣờng cao tốc Thành phố Hồ Chí Minh - Trung Lƣơng. Ngồi ra cịn cĩ một số tỉnh lộ nhƣ: tỉnh lộ 7, tỉnh lộ 8, tỉnh lộ 22, tỉnh lộ 821, tỉnh lộ 822, Tỉnh lộ 823, tỉnh lộ 824, tỉnh lộ 825, tỉnh lộ 826 tỉnh lộ 827, tỉnh lộ 828,tỉnh lộ 829, tỉnh lộ 831, tỉnh lộ 833, tỉnh lộ 835, tỉnh lộ 836, tỉnh lộ 837, tỉnh lộ 838 và tỉnh lộ ĐT 839. Sơng Rạch Cát (Sơng Cần Giuộc) nằm trong địa phận tỉnh Long An dài 32 km. g. Nơng nghiệp: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 46 Long An là vùng nơng nghiệp từ lâu đã nổi tiếng với gạo tài nguyên, Gạo nàng thơm Chợ Đào - Cần Đƣớc, dƣa hấu Long Trì, Dứa (khĩm hoặc thơm) Bến Lức, đậu phộng Đức Hịa, lá nhàu, mía Thủ Thừa và rƣợu Đế Gị Đen ở thị tứ Gị Đen - Bến Lức. Long An đã phát hiện thấy các mỏ than bùn ở các huyện vùng Đồng Tháp Mƣời nhƣ Tân Lập - Mộc Hĩa, Tân Lập - Thạnh Hĩa (Tráp Rùng Rình), Tân Thạnh (Xã Tân Hịa), Đức Huệ (xã Mỹ Quý Tây, Trấp Mốp Xanh). Trữ lƣợng than thay đổi theo từng vùng và chiều dày lớp than từ 1,5 đến 6 mét. Cho đến nay chƣa cĩ tài liệu nghiên cứu nào xác định tƣơng đối chính xác trữ lƣợng than bùn nhƣng ƣớc lƣợng cĩ khoảng 2,5 triệu tấn. Than bùn là nguồn nguyên liệu khá tốt để chế biến ra nhiều loại sản phẩm cĩ giá trị kinh tế cao. Theo kết quả phân tích đánh giá về chất lƣợng cho thấy than bùn ở Long An cĩ độ tro thấp, mùn cao, lƣợng khống cao, cĩ thể sử dụng làm chất đốt và phân bĩn. Việc khai thác than sẽ thúc đẩy quá trình oxy hĩa và thủy phân tạo ra acid sulfuric, đây là chất độc ảnh hƣởng đến cây trồng và mơi trƣờng sống. Ngồi than bùn, tỉnh cịn cĩ những mỏ đất sét (trữ lƣợng khơng lớn ở khu vực phía Bắc) cĩ thể đáp ứng yêu cầu khai thác làm vật liệu xây dựng. h. Cơng nghiệp: Long An là một tỉnh cơng nghiệp nổi bật trong vài năm gần đây. Luơn đứng trong top 10 về chỉ số cạnh tranh và vốn đầi tƣ nƣớc ngồi FDI. Cơng ngiệp đã tồn tại từ khá lâu đƣợc biết đến với những sản phẩm: Dệt may, thực phẩm chế biến, xây dựng... Cơng nghiệp chiếm hơn 40% giá trị trong nền kinh tế tỉnh. Tập trung chủ yếu ở: Đức Hồ, Bến Lức, Tân An, Cần Đƣớc, Cần Giuộc. Riêng 5 huyện, thành phố này đã chiếm hơn 70% sản lƣơng cơng nghiệp của tỉnh. Các năm qua Long An tập trung phát triển Cơng nghiệp cho Song Đức là chủ yếu. Đức Hồ, Đức Huệ tập trung nhiều khu cơng nghiệp lớn bậc nhất cả nƣớc. Mạng lƣới cơ sở hạ tầng phát triển hanh và đồng bộ cũng là một thế mạnh của nền Cơng nghiệp Long An. Một vài khu cơng nghiệp lớn: Đức Hồ 1, Xuyên Á, Tân Đức (huyện Đức Hồ), các KCN Thuận Đạo, Vĩnh Lộc 2, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 47 Thạnh Đức, Nhựt Chánh (huyện Bến Lức), các KCN Tân Kim, Long Hậu (huyện Cần Giuộc), các KCN Cầu Tràm (huyện Cần Đƣớc). Trong các KCN đã đi vào hoạt động và một số KCN đang triển khai cơng tác giải phĩng mặt bằng (GPMB) của giai đoạn 2 là Đức Hồ 1, Xuyên á, Tân Đức, Thuận Đạo và Long Hậu. i. Y tế, Giáo dục – đào tạo. Giáo dục – đào tạo phát triển tƣơng đối tồn diện ở các cấp học, chất lƣợng dạy và học đƣợc tăng lên, gĩp phần nâng cao mặt bằng dân trí và phát triển nguồn nhân lực. Phổ cập tiểu học đúng tuổi 100% năm 2010, phổ cập trung học cơ sở đạt 80% năm 2010; tỷ lệ trẻ, học sinh đi học đúng tuổi ngày càng đƣợc nâng cao; 95% đội ngũ giáo viên đƣợc chuẩn hĩa. Trƣờng học, thiết bị dạy và học đƣợc quan tâm đầu tƣ, cơ bản đáp ứng đƣợc yêu cầu, gần 100% trƣờng phổ thơng đƣợc kiên cố hĩa. Tiếp tục thực hiện chủ trƣơng xã hội hĩa giáo dục, đào tạo nghề. j. Chế độ thủy văn và dịng chảy mặt Long An chịu ảnh hƣởng chế độ bán nhật triều khơng đều của biển Đơng qua cửa Sồi Rạp, thời gian một ngày triều là 24 giờ 50 phút, một chu kỳ triều từ 13 đến 14 ngày. Vùng chịu ảnh hƣởng triều nhiều nhất thuộc khu vực các huyện phía Nam Quốc lộ 1, vùng này chịu ảnh hƣởng mặn từ 4 đến 6 tháng/ năm. Triều biển Đơng tại cửa sơng Sồi Rạp cĩ biên độ lớn từ 3,5 - 3,9 m, đã xâm nhập vào sâu trong nội địa với cƣờng độ triều mạnh nhất là mùa khơ khi nƣớc bổ sung đầu nguồn cho 2 sơng Vàm Cỏ rất ít. Biên độ triều cực đại trong tháng từ 217 - 235 cm tại Tân An và từ 60 - 85 cm tại Mộc Hĩa. Do biên độ triều lớn, đỉnh triều mùa giĩ chƣớng đe dọa xâm nhập mặn vào vùng phía Nam. Trong mùa mƣa cĩ thể lợi dụng triều tƣới tiêu tự chảy vùng ven 2 sơng Vàm Cỏ Đơng, Vàm Cỏ Tây làm giảm chi phí sản xuất. Ngày nay, do tác dụng của hồ Dầu Tiếng, nguồn nƣớc sơng Vàm Cỏ Đơng đƣợc bổ sung, việc xâm nhập nƣớc mặn theo tuyến sơng Vàm Cỏ Đơng giảm rõ rệt, mở ra triển vọng mới phát triển nơng - cơng nghiệp theo ven tuyến sơng này. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 48 Mùa lũ: Mùa lũ hằng năm ở các huyện thuộc khu vực Đồng Tháp Mƣời của Long An bắt đầu vào trung tuần tháng 8 kéo dài đến tháng 11. Đây cũng là lúc mƣa tập trung với lƣu lƣợng và cƣờng độ lớn nhất trong năm. Ngập lũ ở Long An chủ yếu do mƣa lũ ở thƣợng nguồn sơng Mê Kơng. Độ sâu ngập và thời gian ngập phụ thuộc vào vị trí, địa hình. Hoạt động của thủy triều và lƣợng mƣa khu vực cũng đĩng vai trị quan trọng. Chất lượng nước: Biển Đơng: cĩ độ mặn từ 32-35 g/l là nguồn gây mặn trực tiếp vào các sơng rạch chính trong vùng. Tùy theo lƣu lƣợng thƣợng nguồn, địa hình, mặt cắt sơng, nƣớc mặn xâm nhập vào các sơng rạch, độ mặn giảm dần khi truyền từ biển Đơng vào. Sơng Vàm Cỏ Tây: Tại Tân An thời gian cĩ độ mặn trên 2 g/l bắt đầu từ giữa tháng 1 và kết thúc vào tháng 6. Thời gian mặn khoảng 5 tháng. Thời gian mặn 4g/l xuất hiện vào đầu tháng 3 và xuống vào đầu tháng 5. Mặn thƣờng lên đến Tuyên Nhơn, cách biển 144 km. Sơng Vàm Cỏ Đơng: Tại Bến Lức, nếu lấy tiêu chuẩn 2g/l, hằng năm mặn lên từ ngày 5/2 và kết thúc vào ngày 30/6. Năm cĩ độ mặn hơn thì mặn xuất hiện sớm và kết thúc muộn, trung bình là 25 ngày. Thời gian mặn liên tục khoảng 155 ngày (5 tháng). Nếu lấy tiêu chuẩn 4g/l, thời gian mặn vào trung tuần tháng 2 và kết thúc vào cuối tháng 5. Thời gian mặn khoảng 4 tháng. Hiện nay với khả năng điều tiết của hồ Dầu Tiếng, độ mặn trên sơng Vàm Cỏ Đơng ngày càng giảm dần và nƣớc sơng Vàm Cỏ Đơng từ Hịa Khánh trở lên cĩ thể sử dụng tƣới an tồn cho cây trồng. Sự cải thiện nguồn nƣớc trên sơng Vàm Cỏ Đơng tạo ra một khu vực nƣớc ngọt quanh năm ở Bắc Bến Lức và Đức Huệ, mở ra triển vọng mới phát triển các ngành cơng nghiệp trong khu vực này. 2.2 . Sơ lƣợc về thành phố Tân An, tỉnh Long An: a. Vị trí: Thành phố Tân An là trung tâm chính trị, văn hĩa, kinh tế, khoa học kỹ thuật của tỉnh Long An. Thị xã vừa nằm trên tia phát triển của Địa bàn kinh tế trọng điểm phía Nam, vừa là cửa ngỏ kinh tế của các tỉnh đồng bằng Sơng Cửu Long, cĩ trục giao thơng chính thủy bộ chạy qua trung tâm là Quốc lộ I A, Quốc lộ 62 và sơng Vàm cỏ Tây. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Trần Thị Tƣờng Vân SVTH: Lê Tiến Kỳ Trang 49 Tân An nằm về phía Tây Nam Thành phố Hồ Chí Minh, cách trung tâm thành phố 47 km và cĩ ranh giới với các đơn vị hành chính nhƣ sau: Phía Bắc giáp huyện Thủ Thừa; Phía Đơng giáp huyện Tân Trụ và huyện Châu Thành; Phía Tây và Tây Nam giáp tỉnh Tiền Giang. Thành phố Tân An cĩ 9 phƣờng và 5 xã với tổng diện tích tự nhiên là 81,79km 2, trong đĩ diện tích nội thị 39,16km2, diện tích ngọai thị 42,63km2, gồm: phƣờng 1, phƣờng 2, phƣờng 3, phƣờng 4, phƣờng 5, phƣờng 6, phƣờng 7, phƣờng Khánh Hậu, phƣờng Tân Khánh, xã An Vĩnh Ngãi, xã Bình Tâm, xã Hƣớng Thọ Phú, xã Lợi Bình Nhơn và xã Nhơn Thạnh Trung. Với vị trí địa lý nhƣ trên tạo cho thị xã Tân An cĩ lợi thế so sánh tƣơng đối về địa lý kinh tế, gĩp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Long An nĩi chung và Thị xã Tân An nĩi riêng. b. Địa hình, địa chất: Địa hình Thị xã Tân An mang đặc điểm chung vùng đồng bằng Sơng Cửu Long. Nơi đây địa hình đƣợc bồi đắp liên tục và đều đặn dẫn đến sự hình thành đồng bằng cĩ bề mặt bằng phẳng và nằm ngang. Độ cao tuyệt đối biến đổi từ 0,5- 2 m (hệ Mũi Nai) và trung bình là 1-1,6 m. Đặc biệt lộ ra một vùng cát từ Tiền Giang qua Tân Hiệp lên đến Xuân Sanh (Lợi Bình Nhơn) với độ cao thƣờng biến đổi từ 1-3 m. Hầu hết phần diện tích đất ở hiện hữu khơng bị ngập úng, rải rác cĩ những điểm trũng dọc theo hai bên bờ sơng rạch bị ngập nƣớc về mùa mƣa. Nhìn chung địa hình Thị xã tƣơng đối thấp, dễ bị tác động khi triều cƣờng hoặc khi lũ Đồng Tháp Mƣời tràn về. Đất ở thị xã Tân An biến đổi mạnh theo địa hình. Khoảng 86,13% diện tích đất thuộc nhĩm đất phù sa ngọt đang phát triển mạnh, cịn lại là diện tích đất phèn. Cĩ thể chia thành 5 loại đất chính nhƣ sau: + Đất phù sa đang phát triển tầng mặt giàu hữu cơ là 284,43 ha chiếm 3,47% so với tổng diện tích tự nhiên, phân bố rải rác trên địa hình trung bình đến hơi cao ở xã Khánh Hậu và xã An Vĩnh Ngãi. Loại đất này thích nghi nhiều loại cây trồng nên cĩ tiềm năng đa dạng hĩa rất cao. ĐỒ ÁN