Công trình xử lý nước thải

Giới thiệu

Người ta định nghĩa nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng. Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng. Đó cũng là cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp hoặc công nghệ xử lý. Theo cách phân loại này, có các loại nước thải sau đây:

Bảng. Phân loại nguồn gốc các loại nước thải

NƯỚC THẢI SINH HOẠT

NƯỚC THẢI
CÔNG NGHIỆP

NƯỚC THẤM QUA/ NƯỚC CHẢY TRÀN

NƯỚC THẢI

TỰ NHIÊN

(Nguồn xác định)

(Nguồn không xác định)

Nguồn gốc

Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác.

Là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải sản xuất là chủ yếu.

Là tất cả các loại nước chảy vào hệ thống cống rãnh do sự rò rỉ, bể vỡ đường ống hoặc thấm qua tường chắn. Nước chảy tràn là lượng nước mưa chảy vào hệ thống cống rãnh từ hệ thống tiêu nước mưa, mái nhà, hè phố, …

Nước tràn mặt do mưa tại chỗ hoặc do tuyết tan.

Các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng trong nước thải

Có ba nhóm chỉ tiêu (thông số) cơ bản dùng để đánh giá chất lượng nguồn nước đó là: các chỉ tiêu vật lý, các chỉ tiêu hóa học và các chỉ tiêu sinh vật.

Bao gồm hàm lượng chất rắn tổng cộng, nhiệt độ, độ đục, độ trong, độ màu, mùi, vị,… đánh giá về mặt định tính độ nhiễm bẩn của nước do các loại nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt gây ra.

– Hàm lượng chất rắn tổng cộng: Tổng chất rắn là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất của nước thải. Nó bao gồm chất rắn lơ lửng, keo và hòa tan.

– Nhiệt độ (oC): Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật và sự hòa tan của oxy trong nước. Nó còn là một trong những thông số công nghệ quan trọng trong quá trình công nghệ xử lý nước thải.

– Độ màu (đơn vị tính: Pt – Co): Màu của nước thải là do các chất sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Độ màu là một thông số mang tính định tính, có thể được sử dụng để xác định trạng thái chung của nước thải.

– Độ đục: Độ đục của nước thải là do các chất lơ lửng và các chất dạng keo chứa trong nước thải tạo nên. Đơn vị đo độ đục thông thường là NTU.

Bao gồm độ pH, độ axit, độ kiềm, độ cứng, hàm lượng oxy hòa tan DO, nhu cầu oxy sinh hóa BOD, nhu cầu oxy hóa học COD, hàm lượng các chất dinh dưỡng (Nitơ, Phốtpho,…), các kim loại nặng và các chất độc hại.

– pH: pH là chỉ tiêu đặc trưng cho tính axit hoặc bazơ của nước và được tính bằng nồng độ của ion hydro (pH = – lg[H⁺]). pH là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá trình sinh hóa bởi tốc độ của quá trình này phụ thuộc đáng kể vào sự thay đổi của pH.

– Oxy hòa tan: Oxy hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong xử lý sinh học hiếu khí. Lượng DO trong nước thải ban đầu dẫn vào trạm xử lý thường bằng không hoặc rất nhỏ.

– Nhu cầu oxy hóa học (COD): Nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các chất hữu cơ kể cả những chất hữu cơ kể cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học có trong nước thải và có đơn vị tính là mg/l. Chỉ tiêu này cho biết mức độ nhiễm bẩn nước thải chứa chất hữu cơ, khả năng phân hủy chúng trong môi trường nước,…

– Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Nhu cầu oxy sinh hóa là đại lượng đặc trưng về mức độ ô nhiễm nước thải bởi các chất hữu cơ có thể oxy hóa sinh hóa. BOD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian.

– Hàm lượng Nitơ: Nitơ có trong nước thải ở dạng các liên kết hữu cơ và vô cơ. Trong nước thải sinh hoạt, phần lớn các liên kết hữu cơ có trong các chất có nguồn gốc protit, thực phẩm dư thừa. Còn Nitơ trong các liên kết vô cơ gồm các dạng khử NH₄⁺, NH₃ và dạng oxy hóa: NO₂^– và NO₃^–.

– Hàm lượng Photpho: Photpho trong nước và nước thải thường tồn tại ở các dạng orthophotphat (PO₄^3-, HPO₄^2-, H₂PO₄^–, H₃PO₄) hay polyphotphat và photphat hữu cơ.

– Các chỉ tiêu tổng lượng muối: clorua (Cl^–) có thể dùng đánh giá mức độ nhiễm bẩndo nước thải công nghiệp .

– Các chỉ tiêu dầu mỡ, hàm lượng các muối kim loại nặng, các chất phóng xạ… đánh giá độ nhiễm bẩn của các loại nước thải khác nhau.

Nước thải chứa nhiều vi sinh vật trong đó có nhiều vi trùng, vi khuẩn gây bệnh. Để xác định độ bẩn sinh học của nước thải người ta tiến hành phân tích sự tồn tại của một loại vi khuẩn đặc biệt: trực khuẩn Coli, mặc dù nó không là loại vi khuẩn gây bệnh điển hình song sự tồn tại của nó chứng tỏ sự tồn tại của các loại vi khuẩn gây bệnh khác. Mức độ nhiễm bẩn sinh học của nước thải được xác định bằng các chỉ tiêu sau đây:

– Chuẩn số Coli: Thể tích nước thải ít nhất (ml) có 1 coli.

– Tổng số Coliform: số lượng vi khuẩn dạng Coli trong 100ml nước.

Quy trình thực hiện

Liệt kê công nghệ xử lý

Bảng. Các giai đoạn và phương pháp xử lý nước thải

Giai đoạn XLNT	Phương pháp XLNT	Công trình xử lý	Hiệu quả xử lý
Xử lý sơ bộ	Hóa lý	– Tuyến nổi – Hấp phụ – Keo tụ – …	– Tách các chất lơ lửng và khử màu
Xử lý sơ bộ	Hóa học	– Oxy hóa – Trung hòa	– Trung hòa và khử độc
Xử lý tập trung	Cơ học	– Song chắn rác – Bể lắng cát – Bể lắng cơ học	– Tách các tạp chất rắn, cặn lơ lửng
	Sinh học	– Hồ sinh vật – Cánh đồng tưới – Cánh đồng lọc – Kênh oxy hóa – Aeroten – Biofin – …	– Tách các chất hữu cơ dạng lơ lửng và hòa tan, khử màu.
	Khử trùng	– Bể lắng đợt II – Trạm trộn Clo – Máng trộn – Bể tiếp xúc	– Trung hòa và khử độc nước thải
	Xử lý bùn cặn	– Bể metan – Sân phơi bùn – Trạm xử lý cơ học bùn cặn	– Ổn định và làm khô bùn cặn
Xử lý triệt để	Cơ học	– Bể lọc cát	– Tách các chất lơ lửng
	Sinh học	– Aerotank bậc 2 – Bể lọc sinh học bậc 2 – Hồ sinh học	– Khử Nito, Photpho
	Hóa học	– Các bể oxy hóa – Bể trộn – Bể phản ứng	– Khử Nito, Photpho và các chất khác.
	Khử trùng	– Máng trộn – Bể tiếp xúc – Trạm hóa chất	– Khử trùng nước thải trước khi ra ngoài.