Sơ đồ dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
Thuyết minh công nghệ xử lý:
Nước thải sinh hoạt bao gồm các nguồn nước thải sau: nước thải từ các bồn cầu đã qua hầm tự hoại; nước thải từ các chậu rửa, sàn nước; nước thải từ khu nhà bếp, nấu ăn. Đặc tính của Nước thải sinh hoạt là có chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong Nước thải sinh hoạt bao gồm cac hợp chất như: protein (40 – 50% ), hydratcacbon (40 – 50%), chất béo (5 – 10%), nồng độ chất hữu cơ trong Nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450mg/l. Lượng Nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn có thể tính bằng 80% lượng nước được cấp. Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị sau: BOD5 (45 – 54g/người.ngày), COD (72 – 102g/người.ngày), SS (70 – 145), dầu mỡ (10 – 30), tổng nitơ (6 – 12), amoni (2,4 – 4,8), tổng phospho (0,8 – 4), tổng coliform (106 – 109). Vì vậy, nước thải trong Trại tạm giam là vấn đề quan trọng và cần được xử lý đạt chất lượng trước khi xả vào nguồn nước.
Bể thu gom:
Các nguồn nước thải khác nhau theo hệ thống thoát nước sẽ đi qua song chắn rác được đặt trước bể thu gom nhằm giữ lại các chất thải rắn có trong nước thải, tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) đồng thời làm giảm 5% lượng SS và 5% lượng COD. Các chất thải rắn bị giữ lại tại song chắn rác được vớt bỏ định kỳ. Sau đó, nước thải từ Bể thu gom sẽ được bơm về Bể điều hòa.
Bể điều hòa:
Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hố thu chảy về luôn dao động trong ngày. Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như hàm lượng các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó cần thiết phải có một bể điều hòa. Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để bảo đảm hiệu quả cho các quy trình xử lý sinh học về sau, nó chứa nước thải và các chất cần xử lý ở các giờ cao điểm, phân phối lại trong các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24 giờ cho các hệ thống sinh học phía sau. Nhiệm vụ của bể điều hòa: điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải, làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc liên tục ổn định cho các công trình xử lý tiếp theo, tránh hiện tượng quá tải, nhằm hạn chế việc gây “shock” tải trọng cho vi sinh vật cũng như giữ cho hiệu quả xử lý nước thải được ổn định, các bể sinh học phía sau hoạt động hiệu quả. Tại bể điều hòa, chất dinh dưỡng (N – P) được châm vào bể với liều lượng nhất định được điều khiển bởi Bơm định lượng nhằm cân bằng về tỷ lệ chuẩn hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước thải (BOD:N:P = 100:5:1) để cho quá trình xử lý sinh học phía sau diễn ra thuận lợi hơn. Dưới tác dụng của hệ thống sục khí được lắp dưới đáy bể, hàm lượng các chất dinh dưỡng được hòa trộn nhanh và đều vào trong nước thải. Nhờ quá trình xáo trộn này mà hỗn hợp nước thải qua bể điều hòa được hòa trộn giải phóng các chất hoạt động bề mặt trong nước thải, đồng thời phân hủy một phần chất hữu cơ trong nước thải (khoảng 10% BOD) Nước thải sau đó sẽ được bơm điều hòa bơm với một lưu lượng dòng chảy ổn định vào Bể sinh học thiếu khí – Anoxic để thực hiện quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
Bể sinh học thiếu khí – Anoxic:
Tại Bể Anoxic, NO3- trong nước thải sinh ra từ quá trình oxy hóa amoni ở trong bể hiếu khí, được bơm tuần hoàn về bể anoxic, cùng với bùn hoạt tính, và nước thải nạp vào, với điều kiện thiếu oxy (anoxic), quá trình khử NO3- thành N2 tự do được thực hiện,và N2 tự do sẽ thoát ra ngoài không khí. Hàm lượng Nitơ tổng trong nước thải giảm xuống mức cho phép. Quá trình chuyển hóa Nitơ hữu cơ trong nước thải dưới dạng amoni thành nitơ tự do được diễn ra theo 2 bước liên quan đến 2 loại vi sinh vật tự dưỡng Nitrosomonas và Nitrobacter:
1. Quá trình Nitrification: NH4+ + 1.5 O2 => NO 2- + 2 H+ + H2O
2. Quá trình Denitrification: NH4+ => NO2- => NO3- => N2
Tại bể Bể Anoxic có gắn máy khuấy chìm – Mixer nhằm tạo ra điều kiện thiếu khí cho sự hoạt động của chủng vi khuẩn khử nitrat sẽ tách oxy từ nitrat cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ.
Tiếp theo, nước thải sẽ được dẫn vào 2 Module công trình xử lý hoạt động song song. Mỗi Module bao gồm 2 hạng mục công nghệ là:
Bể sinh học hiếu khí – MBBR & Bể lắng sinh học.
Bể sinh học hiếu khí – MBBR Tại Bể sinh học hiếu khí – MBBR hỗn hợp bùn và nước được xáo trộn đều bằng hệ thống phân phối khí từ Máy thổi khí. Thiết bị thổi khí được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động. Trong điều kiện thổi khí liên tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ đơn giản như CO2 và nước… theo phản ứng sau: Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí => H2O + CO2 + sinh khối mới +…
Bên cạnh đó, trong bể được lắp đặt các giá thể vi sinh đặt ngập trong nước và có khả năng di động. Giá thể vi sinh di động dính bám (vật liệu đệm dạng quả cầu) có chức năng xử lý hoàn thiện các hợp chất Nitơ, Phospho còn lại trong nước thải. Khối vật liệu này bằng nhựa PP, có đỗ rỗng và diện tích tiếp xúc lớn giữ để các vi sinh vật xử lý nước thải bám vào đó mà sinh trưởng và phát triển, tạo thành màng mỏng nhầy nhầy gelatin bám quanh quả cầu. Sau một thời gian, chiều dày lớp gelatin dày lên ngăn cản oxy của không khí không thấm vào trong lớp màng nhầy được. Do thiếu oxy, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng làm mêtan và CO2 làm tróc lớp màng nhầy ra khỏi quả cầu rồi bị nước cuốn trôi. Sau đó, trên bề mặt quả cầu tiếp tục hình thành lớp màng mới, hiện tượng này được lập đi lập lại tuần hoàn và nước thải được làm sạch BOD và các chất dinh dưỡng. Ngoài ra, trong bể sinh học hiếu khí – MBBR có một lượng khá lớn các vi sinh hiếu khí dạng lơ lửng. Chúng tồn tại dưới dạng các bông bùn hoạt tính lơ lửng, cùng sinh trưởng và phát triển song song các vi sinh vật hiếu khí dạng dính bám. Nhờ vậy, hiệu quả xử lý của bể sinh học hiếu khí – MBBR sẽ cao hơn nhiều so với các dạng bể sinh học hiếu khí khác. hiệu quả xử lý của bể sinh học hiếu khí – MBBR: BOD giảm 85 ÷ 95%, Nitơ tổng giảm: 80 ÷ 85%, lượng Phospho tổng giảm 70 ÷ 75%,… sau đó nước chảy qua bể lắng sinh học.
Bể lắng sinh học
Sau khi ra khỏi bể sinh học MBBR trong nước vẫn còn một lượng bông bùn lơ lửng, thực chất là màng sinh học già cỗi và cũng có một lượng sinh khối vi sinh lơ lửng trôi theo dòng nước. Do đó, để giảm lượng chất rắn thải ra ngoài, nước thải được đưa qua bể lắng để lắng các bông cặn này nhờ phương pháp lắng trọng lực. Bể này cũng được thiết kế dạng vát đáy hình côn, dưới đáy bể có lắp bơm chìm để thu hồi bùn. Đây là nơi xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bông cặn (bùn sinh học). Bùn này sẽ được tuần hoàn về bể sinh học hiếu khí để ổn định mật độ vi sinh, phần dư thừa xả bỏ qua bể chứa bùn. Nước thải từ bể lắng sinh học sẽ đi theo đường ống, trên đường ống này có sẽ được châm hóa chất khử trùng trước khi xả thải ra ngoài.
Giai đoạn khử trùng Khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Sau quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lắng, phần lớn các vi sinh vật đã bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước. Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý nước thải. Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh nhưng không loại trừ khả năng có vi khuẩn gây bệnh. Vì vậy cần phải tuyệt trùng nước thải trước khi xả ra ngoài. Có nhiều phương pháp để xử lý nước thải, ở đây ta chọn phương pháp khử trùng bằng chất oxy hóa mạnh (Chroline hoặc hợp chất của Chroline). Chroline hay hợp chất của Chroline đều là chất diệt trùng mạnh 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.
Nước thải sau khi xử lý theo quy trình công nghệ như trên, đảm bảo đạt Tiêu chuẩn xả thải theo Quy chuẩn quốc gia hiện hành về chất lượng nước thải sinh hoạt – QCVN 14:2008/BTNMT – CỘT B. Khâu cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải chính là bể chứa bùn. Bể chứa bùn Bùn dư sẽ được bơm từ bể lắng về bể chứa bùn. Tại bể này, bùn sẽ được lưu một thời gian để tách bớt nước, nén giảm thể tích. Lớp nước trong tách ra trên mặt được tuần hoàn lại bể điều hòa để xử lý lại. Lớp bùn cô đặc dần dưới đáy định kỳ sẽ gọi xe chuyên dụng đến thu gom và xử lý theo quy định.