Bài giảng Giới thiệu chung về nguồn nước thải

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG NGUỒN NƯỚC THẢI Sau khi qua sử dụng, nước sạch bị nhiễm bẩn trở thành nước thải. Nước thải từ các khu dân cư phát sinh từ sinh hoạt hàng ngày của người dân như tắm giặt, nấu nướng,… được gọi là nước thải sinh hoạt. Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất công nghiệp (từ quy trình công nghệ sản xuất, rửa thiết bị, nhà xưởng của nhà máy và của khu công nghiệp) được gọi là nước thải công nghiệp THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Thành phần nước thải sinh hoạt và nước thải của một số ngành công nghiệp được trình bày tóm tắt trong các Bảng 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 và 1.7. Bảng 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Kết quả pH pH - 7,1 Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan TDS mg/l 89 Amonia N-NH3 mg/l 0,5 Nitơ tổng N-tổng mg/l 5,9 Nhu cầu oxy hóa học COD mg/l 75 Nhu cầu oxy sinh hóa BOD mg/l 42 Photphat P-PO43- mg/l 2,3 Chất rắn lơ lửng SS mg/l 32 Nguồn: CENTEMA tháng 09/2003. Bảng 1.2 Tính chất nước thải của một số cơ sở sản xuất ngành vật liệu xây dựng Tên cơ sở sản xuất pH TDS (mg/L) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) COD (mg/L) Công ty Cát và Kính Xây Dựng 6,60 180 35 30 60 Công ty Cơ Giới Xây Lắp Số 9 7,10 - 30 35 60 Công ty Gạch Men Thanh Thanh 7,10 - 250 45 70 Xí Nghiệp Xây Dựng Miền Đông 7,00 110 40 50 70 Nhà máy Gốm sứ Meiwa 6,95 - 21 - 80 Cty Cổ Phần Tấm Lợp & Vật Liệu Xây Dựng 11,00 - 110 45 80 Công Ty Bêtông Biên Hòa 10,00 190 30 50 80 Xí Nghiệp Gạnh Ngói Đồng Nai 7,00 450 120 70 130 Công ty Gạch Đồng Nai VINABLOCK 8,20 900 500 120 290 Nguồn: Tổng hợp từ nhiều nguồn. “-“: Không có số liệu. Bảng 1.3 Tính chất nước thải của một số cơ sở công nghiệp điện tử gia dụng Tên cơ sở sản xuất pH SS (mg/L) BOD5 (mg/L) COD (mg/L) Công ty Điện Tử Biên Hòa (VIETRONIC) 6,6 10 50 75 Công ty Điện Tử Sanyo 7,9 135 - 208 Nguồn: Tổng hợp từ nhiều nguồn. “-“: Không có số liệu. Bảng 1.4 Tính chất nước thải của một số cơ sở gia công cơ khí Tên cơ sở sản xuất pH TDS (mg/L) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) COD (mg/L) Công ty Chế Tạo Động Cơ VINAPRO 6,6 - 15 40 60 Xí nghiệp Dây Đồng Long Biên 6,5 70 10 30 69 Xí nghiệp Khóa Xe, Công Tắc Boramtex 7,5 - 27 - 70 Nhà máy Cơ Khí Đồng Nai 6,8 200 40 50 70 Công ty Thiết Bị Điện 4 6,8 - 25 50 75 Nhà máy Cơ Khí Thực Phẩm 6,4 - 35 50 80 Xí nghiệp Dây và Cáp Điện Thành Mỹ 8,2 190 15 50 80 Xí nghiệp Gia Công Cơ Khí Việt Giai 6,8 - 70 60 100 Công ty Dụng Cụ Nấu Ăn Happy Vina 3,4 260 75 - 192 Công ty Nhôm Xây Dựng Tungkuang 7,2 - 115 - 201 Công ty Động Cơ Mabuchi 6,8 - 86 - 208 Công ty Bồn Áp Lực Sun Netsuren 6,9 - 49 - 210 Công ty Động Cơ Artus 6,9 - 57 - 288 Công ty Inox Sài Gòn 7,1 - 408 252 446 Công ty Gia Công Lắp Ráp JUKI 9,8 - 462 210 499 Nguồn: Tổng hợp từ nhiều nguồn. “-“: Không có số liệu. Bảng 1.5 Tính chất nước thải của một số cơ sở chế biến hàng tiêu dùng Tên cơ sở sản xuất pH TDS (mg/L) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) COD (mg/L) May mặc Fashion Garments 7,9 - - 80 103 May Showpha 7,0 - 118 - 342 May Bely 7,8 - 141 - 352 Gỗ và sản phẩm gỗ Gỗ Đồng Nai (VINAPLCO) 6,7 - 15 70 145 Gỗ Thành Phát 7,8 663 186 - 452 Công ty Tín Nghĩa 6,8 245 - - 480 Sản phẩm nhựa và cao su Bao tải nhựa Lucky Star Plast 6,9 - 24 - 45 Manequin Đông Á 7,8 - 17 28 51 Nguồn: Tổng hợp từ nhiều nguồn. “-“: Không có số liệu. Bảng 1.6 Giá trị module lưu lượng ngành công nghiệp chế biến hàng tiêu dùng tham khảo từ KCN Biên Hòa 1, KCN Biên Hòa 2 và KCX Tân Thuận Ngành Module lưu lượng (m3/ha.ngđ) KCN Biên Hòa 1 KCN Biên Hòa 2 KCX Tân Thuận May mặc 54,6 - 28,2 Gỗ và sản phẩm gỗ 14,2 - - Sản phẩm nhựa và cao su 41,8 54,5 56,6 Trung bình 36,9 54,5 42,4 Nguồn: Tổng hợp từ nhiều nguồn. “-“: Không có số liệu. Bảng 1.7 Tính chất nước thải của một số cơ sở chế biến thực phẩm Tên nhà máy pH TDS (mg/L) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) COD (mg/L) Công ty Đường Biên Hòa 5,0 - 2.500 910 2.940 Công ty Wine Food 4,8 - 268 1.148 1.810 Công ty Bột Ngọt Ajinomoto 7,2 - 80 180 245 Công ty Sữa Bột DIELAC 6,1 - 110 125 285 Công ty Sữa, Cà phê Nestle 8,2 - 162 - 320 Nhà máy Cà Phê Biên Hòa 6,8 200 50 40 60 Công ty Nước Giải Khát DONANEWTOWER 6,5 - 50 25 40 Công ty Nông Thủy Sản Vĩnh Hưng 6,8 210 30 60 90 Nguồn: Tổng hợp từ nhiều nguồn. “-“: Không có số liệu. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI Thiết bị đo đạc lưu lượng gồm 2 phần: (1) cảm biến và (2) bộ phân đọc kết quả. Phần cảm biến tiếp xúc và chịu ảnh hưởng của dòng chảy. Bộ phận đọc kết quả sẽ chuyển các tín hiệu từ phần cảm biến thành giá trị lưu lượng. Đối với các kênh dẫn hở hoặc đường ống, lưu lượng được đo bằng các máng xác định được diện tích ướt và vận tốc dòng chảy tương ứng. Đối với các đường ống kín, 3 phương pháp thường dùng để xác định lưu lượng bao gồm: (1) đo tổn thất áp lực hay sự chênh lệch áp suất, (2) đo ảnh hưởng của đòng chảy và (3) đo mức gia tăng thể tích dòng chất lỏng. Hình 1.1 Đo lưu lượng dòng chảy trong mương hở. . Hình 1.2 Thiết bị đo lưu lượng trong đường ống kín. 1.4 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau. Một cách tổng quát, các phương pháp xử lý nước thải được chia thành các loại sau: Phương pháp xử lý lý học; Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý; Phương pháp xử lý sinh học. 1.4.1 Phương Pháp Xử Lý Lý Học Trong phương pháp này, các lực vật lý, như trọng trường, ly tâm, được áp dụng để tách các chất không hòa tan ra khỏi nước thải. Phương pháp xử lý lý học thường đơn giản, rẻ tiền có hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao. Các công trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải là (1) song/lưới chắn rác, (2) thiết bị nghiền rác, (3) bể điều hòa, (4) khuấy trộn, (5) lắng, (6) lắng cao tốc, (7) tuyển nổi, (8) lọc, (9) hòa tan khí, (10) bay hơi và tách khí. Việc ứng dụng các công trình xử lý lý học được tóm tắt trong Bảng 1.8. 1.4.2 Phương Pháp Xử Lý Hóa Học Phương pháp hóa học sử dụng các phản ứng hóa học để xử lý nước thải. Các công trình xử lý hóa học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học. Mặc dù có hiệu quả cao, nhưng phương pháp xử lý hóa học thường đắt tiền và đặc biệt thường tạo thành các sản phẩm phụ độc hại. Việc ứng dụng các quá trình xử lý hóa học được tóm tắt trong Bảng 1.9. Bảng 1.8 Áp dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải (Metcalf & Eddy, 1991) Công trình Áp dụng Lưới chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn đồng nhất Bể điều hòa Điều hòa lưu lượng và tải trọng BOD và SS Khuấy trộn Khuấy trộn hóa chất và chất khí với nước thải, và giữ cặn ở trạng thái lơ lửng Tạo bông Giúp cho việc tập hợp của các hạt cặn nhỏ thành các hạt cặn lớn hơn để có thể tách ra bằng lắng trọng lực Lắng Tách các cặn lắng và nén bùn Tuyển nổi Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng xấp xỉ tỷ trọng của nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học Lọc Tách các hạt cặn lơ lửng còn lại sau xử lý sinh học hoặc hóa học Màng lọc Tương tự như quá trình lọc. Tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định Vận chuyển khí Bổ sung và tách khí Bay hơi và bay khí Bay hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nước thải Bảng 1.9 Áp dụng các quá trình hóa học trong xử lý nước thải (Metcalf & Eddy, 1991) Quá trình Áp dụng Kết tủa Tách phospho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn lơ lửng ở bể lắng bậc 1 Hấp phụ Tách các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp hóa học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học. Nó cũng được sử dụng để tách kim loại nặng, khử chlorine của nước thải trước khi xả vào nguồn Khử trùng Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh Khử trùng bằng chlorine Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh. Chlorine là loại hóa chất được sử dụng rộng rãi nhất Khử chlorine Tách lượng clo dư còn lại sau quá trình clo hóa Khử trùng bằng ClO2 Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh Khử trùng bằng BrCl2 Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh Khử trùng bằng Ozone Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh Khử trùng bằng tia UV Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh 1.4.3 Phương Pháp Sinh Học Với việc phân tích và kiểm soát môi trường thích hợp, hầu hết các loại nước thải đều có thể được xử lý bằng phương pháp sinh học. Mục đích của xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các loại keo không lắng và ổn định (phân hủy) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường là các chất khí (CO2, N2, CH4, H2S), các chất vô cơ (NH4+, PO43-) và tế bào mới. Các quá trình sinh học chính sử dụng trong xử lý nước thải gồm năm nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình thiếu khí, quá trình kị khí, thiếu khí và kị khí kết hợp, và quá trình hồ sinh vật. Mỗi quá trình riêng biệt còn có thể phân chia thành chi tiết hơn, phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong hệ thống tăng trưởng lơ lửng (suspended-growth system), hệ thống tăng trưởng dính bám (attached-growth system), hoặc hệ thống kết hợp. Phương pháp sinh học có ưu điểm là rẻ tiền và có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ làm phân bón (bùn hoạt tính) hoặc tái sinh năng lượng (khí methane). 1.5 TIÊU CHUẨN XẢ THẢI NƯỚC THẢI ĐÃ XỬ LÝ VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN