Quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt tại tòa nhà TD Green towers

CƠ SỞ THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1. Sự cần thiết phải đầu tư

a. Tính chất của nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt tại tòa nhà cao tầng TD Green towers phát sinh do các hoạt động sinh hoạt của con người như: ăn uống, vệ sinh... có đặc tính là khi chưa phân huỷ có màu đen, chứa nhiều cặn lơ lửng, các mảnh vụn của thức ăn, dầu mỡ và các phế thải khác. Nước thải này có các tác hại như sau:

- Nước thải sinh hoạt có chứa nhiều các hoạt chất hữu cơ. Các chất này dễ thối rữa, phân huỷ.

- Các hợp chất vô cơ trong nước thải sinh hoạt thường không gây ảnh hưởng đáng kể do nồng độ các chất này trong nước thấp nhưng nồng độ chloride trong nước thải lại ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải

- Nước thải sinh hoạt có chứa lượng lớn các vi sinh vật, vi khuẩn ký sinh trong ruột người và động vật nên gây nguy cơ lan truyền ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, gây ô nhiễm môi trường.

Bảng 3. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải sinh hoạt

Chú ý:

(*) /Nguồn: Metcalf&Eddy, Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse, Fourth Edition, 2004/

b. Kết luận về sự cần thiết phải đầu tư

Qua các phân tích ở trên có một số kết luận như sau:

- Nước thải sinh hoạt có nguy cơ tác động xấu đến môi trường: gây hiện tượng phú dưỡng dẫn đến hậu quả là phá hủy hệ sinh thái dưới nước và lâu dài sẽ làm nông hóa lòng hồ nơi tiếp nhận, cạn kiệt DO trong hồ.

- Do các hiệu ứng khí hậu và các biến động môi trường hiện nay, các dịch bệnh có mức độ lây nhiễm nhanh và ngày càng nguy hiểm, do đó việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu dân cư là rất cần thiết để bảo vệ môi trường và sự an toàn cho con người và động thực vật trước nguy cơ các đại dịch.

c. Mục tiêu đầu tư

- Đảm bảo vệ sinh môi trường sống trong lành cho người dân, hạn chế đến mức tối thiểu ảnh hưởng ô nhiễm môi trường đến khu vực xung quanh.

- Giải quyết kịp thời tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt của khu vực gây ra và cải thiện môi trường sống dân cư khu vực lân cận.

- Xây dựng, lắp đặt một trạm xử lý nước thải với công suất 420 m³/ngày đêm, nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN14:2008/BTNMT cột A.

- Tiến hành chuyển giao công nghệ và hoàn thiện qui trình vận hành để công trình đạt hiệu quả xử lý cao trong suốt quá trình phục vụ.

2. Các yêu cầu đặt ra ban đầu

- Công nghệ đáp ứng yêu cầu mức độ xử lý nước thải sinh hoạt đạt QCVN14:2008/BTNMT cột A.

- Công nghệ cho phép đưa ra giải pháp tổng mặt bằng phù hợp với mặt bằng hiện trạng.

- Công nghệ phải phù hợp với khả năng xây dựng và lắp đặt của các đơn vị thi công trong nước.

- Chủng loại vật tư, thiết bị trong dây chuyền công nghệ phải là loại phổ thông để thuận tiện cho việc cung cấp cũng như công tác bảo dưỡng và thay thế sau này.

- Công nghệ phải dễ vận hành thích hợp với trình độ quản lý của cơ sở.

- Công nghệ có chi phí đầu tư và chi phí vận hành phù hợp với nguồn đầu tư và ngân sách hoạt động của Công ty.

3. Tiêu chuẩn thiết kế

Các tiêu chuẩn thiết kế áp dụng:

- Quy chuẩn xây dựng Việt Nam do Bộ xây dựng ban hành năm 1997.

- Tiêu chuẩn thiết kế “Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình 20TCN-51-84”

- Tiêu chuẩn nước thải QCVN14:2008/BTNMT.

- Kết cấu xây dựng và nền - Nguyên tắc cơ bản và tính toán TCXD80-1987

- Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN2737-1995

- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN5574-1991

- Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN365-2005

- Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN5575-1991

- Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình - Yêu cầu thiết kế TCVN2622-1995

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG SUẤT 420 M3/NGÀY

1. Một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt điển hình

Nước thải phát sinh từ tòa nhà có hàm lượng các chất ô nhiễm lớn, nếu không được xử lý sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường xung quanh.

Hiện nay trên thế giới và tại Việt Nam thường áp dụng 3 biện pháp để giảm mức ô nhiễm của nước thải sinh hoạt: phương pháp xử lý hóa lý (dùng hóa chất, kỹ thuật keo tụ, lắng, lọc...); phương pháp xử lý sinh học (dùng vi sinh vật để xử lý) và phương pháp tổ hợp.

a. Phương pháp xử lý hóa lý

Trong nước thải sinh hoạt có acid/bazo và những chất không thể xử lý bằng vi sinh, vì vậy để xử lý cần qua các bước sau:

• Chắn rác thô, lắng cát: nhằm loại trừ rác, cặn thô... là một trong các nguyên nhân gây tắc, hỏng bơm, van, ống.

• Điều hòa: nhằm ổn định chất lượng và lưu lượng nước thải.

• Phản ứng: với các hóa chất cụ thể như: keo tụ ( phèn nhôm, sắt, MgSO₄, chất tạo bông tổng hợp...), ô xy hóa ( dùng các chất ô xy hóa như: Cl₂, ozôn, KMnO₄, H₂O₂...), khử (dùng các chất khử Sulphit, Hydro, Fe²⁺...), điều chỉnh pH (dùng acid, bazo), hấp phụ - trao đổi ion (dùng than hoạt tính hấp phụ màu, hạt nhựa trao đổi ion, chất hấp phụ vô cơ hấp phụ các ion cụ thể)...

• Lắng: nhằm loại bỏ bớt 70- 80% cặn lơ lửng có khả năng lắng bằng trọng lực

• Lọc: nhằm loại bỏ cặn lơ lửng để thu được nước trong.

b. Phương pháp xử lý vi sinh

Trong nước thải sinh hoạt có một lượng lớn các chất hữu cơ có thể xử lý bằng phương pháp xử lý vi sinh, vì vậy để xử lý cần qua các bước sau:

• Chắn rác thô, lắng cát: nhằm loại trừ rác, cặn thô... là một trong các nguyên nhân gây tắc, hỏng bơm, van, ống.

• Điều hòa: nhằm ổn định chất lượng và lưu lượng nước thải.

• Điều chỉnh pH, bổ sung N,P: Do hệ vi sinh dùng để xử lý nước thải thường hoạt động tốt ở những vùng pH xác định và hẹp (các hệ hiếu khí ở pH gần 6,5 – 8,0; Các hệ thủy phân ở pH 4 – 5; Các hệ yếm khí tạo metan ở pH 6,5 – 7,5) và chúng bắt buộc phải có thức ăn để tạo sinh khối mới. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N, P khá thấp nên cần phải bổ sung N, P đôi khi cả nguyên tố vi lượng. Thực chất đây là bước chuẩn bị cho hệ xử lý bằng vi sinh tiếp theo.

• Xử lý vi sinh: tương đương hệ phản ứng với các hóa chất trong sơ đồ hình 1, nghĩa là các quá trình loại bỏ chất thải được thực hiện chủ yếu ở đây. Sự khác biệt ở chỗ thay vì phản ứng với hóa chất, chất thải hữu cơ được phân hủy bởi vi khuẩn nhờ các phản ứng khác nhau ở các điều kiện khác nhau:

+ Điều kiện hiếu khí:

      HC (chất hữu cơ) + O₂ + vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí → CO₂ + H₂O + sinh khối mới

     Như vậy trong quá trình này, hệ vi sinh xử lý được các chất hữu cơ. Nếu phản ứng kéo dài ở điều kiện hiếu khí, khi HC còn rất ít ta sẽ thực hiện được quá trình nitrat hóa:

     NH₃ + O₂ + vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí → NO₃^- + H₂O + sinh khối mới

     Trong quá trình này, hệ vi sinh xử lý được các hợp chất hữu cơ chứa N và NH₃, biến N thành NO₃^-

+ Điều kiện Yếm khí

     HC (chất hữu cơ) + vi khuẩn yếm khí → CO₂ + CH₄ + sinh khối mới

     Trong điều kiện này, hệ vi sinh xử lý được các hợp chất hữu cơ, các hợp chất chứa N, S, P sẽ phân hủy như trên kèm theo sự hình thành NH₃, H_­2­S, Photphat...

+ Điều kiện thiếu khí: nồng độ ô xy gần như bằng 0 như yếm khí nhưng có mặt NO₃^-

     HC + NO₃^- + vi khuẩn dị dưỡng → CO₂ + N₂ + H₂O + sinh khối mới

     - Lắng cấp 2: nhằm loại bỏ cặn lơ lửng, làm trong nước như trên (nhóm phương pháp hóa lý), tuy nhiên trong hệ xử lý vi sinh bể lắng còn là nơi thực hiện sự xử lý bổ sung thông qua quá trình hấp phụ sinh học: vi khuẩn tự tạo bông cặn nhờ bề mặt lớn các bông cặn này hấp phụ thêm một phần chất bẩn. Trong một số hệ xử lý sinh học, ví dụ hệ bùn hoạt tính, một phần bùn lắng được tuần hoàn lại bể vi sinh nhằm đảm bảo mật độ vi sinh cao để duy trì phản ứng, phần bùn dư xả ra ngoài vào hệ xử lý bùn.

     - Khử trùng: Nhằm làm giảm chỉ tiêu E-coli và Coliform, tránh làm ảnh hưởng đến nguồn nước mặt, thường được thực hiện bằng cách thêm clo trong bể tiếp xúc với thời gian lưu lớn hơn 30 phút.

c. Phương pháp tổ hợp

Nhóm 3 là nhóm các công nghệ tổ hợp, là sự kết hợp một các hợp lý và hiệu quả giữa các phương pháp hóa lý và phương pháp vi sinh.

2. Chọn công nghệ xử lý phù hợp

Như đã trình bày ở trên, dựa trên nguồn gốc, tính chất và thành phần các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt của Tòa nhà TD Green Tower. Chúng tôi đưa ra sơ đồ công nghệ xử lý nước thải trên như sau:

THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1. Quy trình xử lý nước thải

Các quy trình xử lý chính trong Trạm xử lý nước thải bao gồm các bước sau đây:

• Bước 1: Điều hoà lưu lượng và ổn định nồng độ pH ở giá trị thích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý vi sinh tiếp theo.

• Bước 2:  Xử lý BOD, COD bằng phương pháp oxy hoá sinh học, các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn thức ăn (đồng thời với quá trình tiêu thụ oxy không khí và nito, photpho).

• Bước 3: Loại bỏ các chất lơ lửng, các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải bằng biện pháp cơ học. 

• Bước 4: Tiêu diệt các vi khuẩn có hại bằng phương pháp khử trùng

• Bước 5: Xử lý bùn thải: Bùn sinh ra từ bể lắng và bể lọc sinh học được bơm về bể ủ bùn, sau đó bùn được định kỳ hút bỏ. Lượng nước tách ra từ bùn được thu gom và bơm ngược lại bể gom và điều hòa

2. Công nghệ áp dụng trong hệ thống

Xử lý sinh học: là sự kết hợp của 2 quá trình cơ bản:

+ Xử lý thiếu khí: nồng độ ô xy gần như bằng 0 như yếm khí nhưng có mặt NO₃^-

     HC + NO₃^- + vi khuẩn dị dưỡng → CO₂ + N₂ + H₂O + sinh khối mới

+ Xử lý hiếu khí:

     
HC (chất hữu cơ) + O₂ + vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí → CO₂ + H₂O + sinh khối mới
    
Như vậy trong quá trình này, hệ vi sinh xử lý được các chất hữu cơ. Nếu phản ứng kéo dài ở điều kiện hiếu khí, khi HC còn rất ít ta sẽ thực hiện được quá trình nitrat hóa:

     NH₃ + O₂ + vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí → NO₃^- + H₂O + sinh khối mới

Trong quá trình này, hệ vi sinh xử lý được các hợp chất hữu cơ chứa N và NH₃, biến N thành NO₃^-

Việc đưa thêm giá thể vi sinh nhằm phát huy cao nhất khả năng tham gia của các loài vi sinh vật lơ lửng và vi sinh bám dính, đồng thời làm ổn định mật độ vi sinh và tăng hiệu suất xử lý vi sinh.

3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý nước thải

Với đặc trưng của nước thải sinh hoạt chứa chủ yếu là hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học; thành phần bã thải lớn; thành phần dinh dưỡng N, P cao; các chất kiềm hãm quá trình phát triển của vi sinh vật thấp. Dựa trên các yếu tố đó công nghệ được xây dựng tập trung vào các công đoạn xử lý chính đó là: Xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính và khử trùng.

Qua đó, quy trình công nghệ đưa ra như hình 1 dựa trên các quá trình cơ bản sau:

• Quá trình bùn hoạt tính (diễn ra trong Bể Aerotank);

• Quá trình lắng bùn (diễn ra trong Bể lắng);

• Quá trình phá huỷ tế bào vi sinh vật gây hại (diễn ra tại bể khử trùng).

Nước thải của nhà máy được tách làm 3 nguồn:

• Nước thải xí tiểu: được thu gom và đưa về bể phốt trước khi đưa về trạm xử lý nước thải tập trung.

• Nước thải nhà bếp: được thu gom và đưa về bể tách mỡ để loại bớt dầu mỡ và các chất tẩy rửa trước khi đưa về trạm xử lý nước thải tập trung.

• Nước thải thoát sàn: được thu gom và tách rác trước khi đưa về bể điều hòa của trạm xử lý nước thải tập trung.

- Bể điều hòa: Làm cân bằng sự dao động dòng và nồng độ nước thải. Đồng thời bể điều hòa có tác dụng như một bể yếm khí. Tại đây các vi sinh vật yếm khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành khí. Bọt khí khí sinh ra bám vào bùn cặn, nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Nước thải từ bể điều hòa được đưa sang ngăn bơm để các bơm nước thải luân phiên hoạt động theo mức bơm trước khi vào các bể xử lý tiếp theo.

- Bể Anoxic: Có tác dụng phân hủy các hợp chất chứa N, P có trong nước thải sinh hoạt. Trong bể có lắp đặt máy khuấy chìm để khuấy trộn bùn liên tục, tăng hiệu quả xử lý các chất dinh dưỡng.

- Bể Aerotank: Giai đoạn xử lý hiếu khí Aerotank là công đoạn xử lý triệt để nước thải. Bể  làm việc liên tục, khuấy trộn hoàn toàn. Hệ thống sục khí không chỉ có nhiệm vụ cung cấp oxi cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động mà còn có vai trò khuấy trộn dòng nước. Ngoài ra, để tăng khả năng tiếp xúc giữa bùn hoạt tính với nước thải thì trong bể được lắp đặt thêm lớp đệm vi sinh dạng gấp nếp, nước và khí qua đệm vi sinh đi theo đường zích zắc với góc nghiêng 60^o. Với bề mặt nhám của đệm vi sinh khoảng 250m2/01m3 thì diện tích bề mặt và khả năng dính bám của vi sinh vật được phát huy tối đa.

- Bể lắng: Dùng để tách bùn lỏng hỗn hợp thành bùn và phần nước thải đã lắng trong ở trên. Việc tách chất rắn/lỏng xảy ra bởi trọng lực. Hỗn hợp bùn/nước trong bể Aerotank được dẫn sang bể lắng theo nguyên tắc tự chảy. Nước thải được đưa qua các tấm lắng Lamen; nhờ trọng lực của bông cặn, hỗn hợp thải được phân ly ra làm ba pha riêng biệt (pha bùn cặn, pha huyền phù, pha nước trong). Do đó, việc phân tách hoàn toàn thể rắn và nước trong ra hai pha tách biệt; các hạt huyền phù, bông cặn có tỷ trọng lớn sẽ dễ dàng lắng xuống dưới đáy. Bùn lắng được thu xuống đáy dốc của thiết bị lắng và tự động được bơm tuần hoàn trở lại bể Aerotank. Phần bùn dư được bơm định kỳ sang bể chứa bùn.

- Thiết bị lọc áp lực: Có tác dụng loại bỏ các chất bẩn còn lại trong nước thải.

- Bể khử trùng: có tác dụng loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là Coliform có trong nước thải. Do đó để loại trừ khả năng lan truyền các vi sinh gây bệnh ra môi trường nước thải trong bể được châm Clo khử trùng trước khi thải ra môi trường.

Sau khử trùng nước đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường (QCVN14:2008/BTNMT cột A- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt).

- Bể chứa bùn: Bùn dư được phân hủy và chứa trong bể chứa bùn. Nước trong được quay trở lại bể điều hòa.

Để khử Nitơ hiệu quả, nước sau khi qua bể Aerotank, ½ lưu lượng này được tuần hoàn lại bể xử lý thiếu khí để đi hết chu trình thiếu khí → hiếu khí còn lại.

Để đảm bảo nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aerotank luôn ổn định, một phần bùn từ ngăn lắng được tuần hoàn lại bể Aerotank, phần bùn dư xả về bể chứa bùn và được định kỳ hút xả bỏ.

Trước khi nước được bơm từ bể điều hòa lên bể anoxic, nước thải phải được kiểm soát pH chặt chẽ nhờ hệ thống theo dõi pH tự động, đảm bảo yêu cầu về độ pH vì pH quá thấp hay quá cao sẽ gây ức chế và chết hệ vi sinh vật.

CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG

Chi phí dự kiến vận hành hệ thống để xử lý 420 m³ nước thải/ngày đêm là 874.175đ (tám trăm bảy mươi bốn nghìn, một tẳm bảy mươi lăm đồng)

Trong đó:

- Chi phí điện năng

- Chi phí hóa chất

BẢO HÀNH VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG

- Toàn bộ dự án này sẽ hoàn tất trong vòng 70 ÷ 90 ngày kể từ ngày Công ty chúng tôi nhận tiền đặt cọc cho việc xúc tiến dự án và mặt bằng thi công.

- Thời gian vận hành hệ thống là 01 tháng kể từ ngày bàn giao nghiệm thu. Trong quá trình vận hành hệ thống công ty môi trường ETM sẽ cử cán bộ kỹ thuật đào tạo, hướng dẫn vận hành cho nhân viên tiếp nhận quản lý trạm xử lý.

Trong thời gian bảo hành, công ty môi trường ETM cam kết:

• Định kỳ kiểm tra, bảo trì, bảo dưỡng thiết bị và máy móc trong suốt quá trình bảo hành

• Trong trường hợp cần xử lý sự cố, cán bộ kỹ thuật của Công ty sẽ có mặt tại địa chỉ của Khách hàng trong vòng 24h

• Tư vấn xử lý sự cố qua điện thoại cho khách hàng ngay khi nhận được thông báo

• Với các sự cố ngoài thời gian làm việc của công ty môi trường ETM, cán bộ kỹ thuật sẽ cố gắng tối đa để xử lý trong thời gian sớm nhất có thể

• Định kỳ đào tạo nâng cao nghiệp vụ cho cán bộ vận hành.

- Thời gian bảo hành hệ thống là: 12 (mười hai) tháng

Tham khảo thêm bài viết : Xử lý nước thải sinh hoạt tại công ty cổ phần TNHH Dreamtech Việt Nam

Thông tin liên hệ:
Địa chỉ: 688/115 Quang Trung, Phường 11, Q. Gò Vấp, TP. HCM
Trụ sở: 83-A2 khu đô thị mới Đại Kim, P. Định Công, Q. Hoàng Mai, TP.Hà Nội
Điện thoại: 0283 6208.102
Hotline: 0923 392 868
Email: sales@moitruongetm.vn
Website: http://moitruongetm.vn & http://cokhimoitruong.com.vn
Facebook: Công ty CP cơ khí môi trường ETM
Chúng tôi còn cung cấp những sản phẩm hỗ trợ cho việc xử lý nước thải TẠI ĐÂY
Xử lý nước thải hợp khối | Cơ khí môi trường | Vật tư dùng xử lý nước cấp | Vật tư dùng xử lý nước thải | Thiết bị đo, kiểm soát
Các lĩnh vực hoạt động khác của Công ty:
Xử lý nước cấp.
Xử lý nước thải.
Xử lý môi trường.
Cơ khí công nghiệp.
Cơ khí xây dựng.
Bảo trì và nâng cấp hệ thống.