Chương 1. Thành phần và tính chất của nước thải
Thành phần nước thải
Chất rắn trong nước thải
Vi khuẩn và sinh vật khác trong nước thải
Các thành phần gây ô nhiễm khác trong nước thải
Quá trình hiếu khí, quá trình yếm khí
Quá trình nitrat hóa và khử nitrat
Nhu cầu oxy sinh hóa và nhu cầu oxy hóa học
Ước lượng mức ô nhiễm của nước thải
Tái sử dụng nước thải
Chương 2. Các qui định về bảo vệ nguồn nước
Quản lý các nguồn nước
Quá trình tự làm sạch của nguồn nước
Sự tiêu thụ oxy và sự hòa tan oxy trong nước nguồn
Ảnh hưởng của nhiệt độ và cặn lắng đến quá trình suy giảm oxy hòa tan của nguồn nước
Bảo vệ nguồn nước khỏi sự ô nhiễm bởi các chất phóng xạ
Các yếu tố cần thiết để thiết kế hệ thống xử lý nước thải
Chương 3. Phân loại các phương pháp xử lý nước thải
Các phương pháp xử lý
Sơ đồ các qui trình xử lý nước thải
Chương 4. Xử lý nước thải bằng phương pháp lý học
Lưu lượng kế (Flow-mettering device)
Bể điều lưu (Flow equalization tank)
Song chắn rác (Bar racks)
Bể lắng cát (Grit-Chamber)
Khuấy trộn (Mixing devices)
Bể lắng sơ cấp (primary sedimentation tank)
Bể keo tụ và tạo bông cặn (Coagulation and Floculation) (kou e gju la tion/
Bể tuyển nổi (Floatation - chamber)
Bể lọc nước thải bằng các hạt lọc (Filtration)
Chương 5. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Sơ lược về các quá trình vi sinh trong việc xử lý nước thải
Các công trình xử lý nước thải hiếu khí
Sử dụng các ao hồ để xử lý nước thải
Các hệ thống xử lý yếm khí
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn các phương pháp xử lý sinh học
Chương 6. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học
Trung hòa nước thải
Phương pháp kết tủa
Phương pháp oxy hoá khử
Phương pháp quang xúc tác
Phương pháp hấp phụ
Khử trùng
Ví dụ điển hình về sử dụng hóa chất để loại kim loại nặng
Chương 7. Xử lý nước thải bằng các quá trình tự nhiên
Giới thiệu
Cánh đồng lọc chậm
Cánh đồng lọc nhanh
Cánh đồng chảy tràn
Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật
Xử lý bùn
Tiếng Việt Tiếng Anh (loại từ)
ăn mòn Erosion (n)
An toàn công nghiệp Industrial safety
an toàn Safety (n)
axit acid (n)
Bãi chôn lấp hợp vệ sinh Sanitary lanfill
bảng thông tin dữ liệu an toàn hoá chất MSDS - Material Safety Data Sheet
bảo hiểm Insurance (n)
Bảo hộ lao động labor protection
bảo quản Preservation
bay hơi Evaporation (n)
bể lắng drainage basin, sedimentation tank, settling pond, Settling chamber
bể tự hoại septic tank.
biển marine, ocean, sea (n)
Bít kín Suppression
bổ sung Recharge (n)
Bùn dùng làm đất san lấp mặt bằng Land application of sludge
Bùn hoạt tính Activated sludge
Bùn hữu cơ Sludge (n)
Bùn vô cơ Mud (n)
Cách ly Isolation
cặn lắng Sediment (n)
cặn lơ lửng suspended sediment
cấp nước công cộng public supply
cát sand
cấu trúc structure
chất hữu cơ organic matter
chất lượng nước water quality
chất ô nhiễm khí Air contaminants
chất phóng xạ radioactive
chất rắn lơ lửng suspended solids
chất rắn, bụi Particulate matter, dust,
chất tan Solute (n)
chất thải phóng xạ Radioactive waste
chất thải rắn đô thị Urban solid waste
chất thải rắn sinh hoạt Domestic / residential solid waste
chất thải sinh hoạt domestic waste
chế biến thành phân bón Composting
Che chắn Shielding
Chì Lead
chỉ thị Indicator
chỉ tiêu Index
Chôn lấp Landfill
Chu trình nước water cycle, hydrologic cycle
chuyển hoá Conversion
con người Human
cống dẫn nước bề mặt storm sewer
công nghệ Technology
cửa sông estuary
dòng chảy bề mặt runoff (n)
dòng chảy Stream (n)
dòng lọc Infiltration (n)
Dòng ra Effluent (n, a)
dòng ra Out let, Effluent (n). Effluent (n)
Đóng rắn Solidification (n)
Dòng tuần hoàn returnflow (irrigation)
Dòng vào Inffluent (n, a)
Dung dịch Solution (n) .
Dùng làm đất san phủ mặt bằng Land application.
Dung môi Solvent (n)
Đ
đa dạng sinh học Biodiversity (n).
Đá Gravel (n)
đặc tính Characterization (n)
đặc tính âm thanh Sound characteristic.
đại dương Ocean, Marine (n)
đât bùn Silt (n)
đất sét clay (n)
đất land (n)
dầu nhờn greases (n)
điểm thải Outfall (n).
điều hoà lưu lượng Flow equalization.
độ cứng Hardness (n)
độ dẫn riêng specific conductance -
độ đục nephelometer nephelometric turbidity unit (NTU).
độ đục turbidity (n)
đô thị municipal, urban (a)
độ xốp porosity (n)
độc toxic (a)
đốt Flaring (n). Incineration (n). Combustion (n)
đường cong tốc độ rating curve.
giấy Paper (n).
giếng phun injection well
giếng well (n)
H đầu trang
hấp phụ Adsorption (n).
hấp thụ Absorption (n).
hạt rắn particulate (n)
hệ thống nước đô thị municipal water system.
hệ thống ống cống Drainage / sewer system.
hệ thống xử lý Treatment system .
hồ, bể lakes, reservoirs (n), ponds or lakes
Hoá hơi Gasification (n).
Hoá lỏng Liquefaction (n).
Hydrocacbon Hysdrocarbons (n).
kênh dẫn nước aqueduct (n)
kết tủa hoá học Chemical precipitation
kết tủa, sa lắng precipitation
khả năng vận chuyển nước (đối với nước ngầm) transmissibility (ground water)
Khai hoang đất, phục hồi đất Land reclamation
Khí có mùi Odor
khí quyển Atmospheric
khoa học ứng dụng Applied Sciences
khoa học Science
Khoáng hóa sinh học Microbial Metabolism
khử chất dinh dưỡng bằng phương pháp sinh học Biological nutrient removal
khử clo Dechlorination
khử mặn Desalinization (n)
khử nước Dewater
khử trùng Disinfection
khử, loại, tách Remove
khuấy trộn Mixing
Kích thước hạt particle size
kiểm soát Control
kiểm soát nguồn thải Source control
kiểm soát ô nhiễm khí Air pollution control
kiểm soát quá trình đốt Process modification
kiểm soát tiếng ồn Noise control
kiềm alkaline. độ kiềm - alkalinity (n).
kỵ khí Anaerobic
kỹ thuật Engineering (n).
Làm đặc, tách nước Thickening
Làm khô bằng nhiệt, phơi khô Heat drying
lắng cặn Sedimentation
lắng tĩnh điện Electrostatic precipitator
lấy mẫu Sampling
Lò đốt Boiler
lọc Filtration
lọc sinh học Biofiltration (n).
lọc sinh học nhỏ giọt Trickling filter (n)
lọc vải, lọc túi vải Fabric filter, baghouse
lọc Filtration (n). Filter (n) - bể lọc
lớp thấm Impermeable layer
luật Act, law (n). theo luật: legal (a). không đúng luật: illegal (a).
lụt Flood (n).
lưu lượng Flow (n)
Lưu lượng Flowrate (n)
lưu lượng cực đại hay cực tiểu Peak flow
lưu lượng nước tính trên đầu người per capita use
Lưu lượng tuần hoàn return flow
Lưu trữ Storage
lưu trữ Storage (n).
mạch nước : Geyser (n).
mỡ: fat (n)
môi trường không khí xung quan ambient air .
môi trường : Environment
mưa axit : acid rain, acid deposition. Xem axit
năng lượng nguyên tử atomic energy.
năng lượng Energy (n)
nặng Highly (adv)
nghiên cứu study, research (v,n)
ngưng tụ condensation (n)
nguồn Sources
nguồn điểm Point - source (n)
nguồn không điểm Non-point source (NPS)
nguồn thải Emission sources
nguy hiểm dangerous (a)
Nhà máy / trạm / xưởng xử lý Treatment plant
nhà máy nhiệt điện thermoelectric power
Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt sewage treatment plant
nhân tạo artificial (a)
nhẹ Slightly (a)
nhiên liệu hoá thạch fossil fuels
nhiệt độ temperature (n)
nhiệt phân Pyrolysis
nhu cầu oxy oxygen demand. DO.
nhựa Plastic
nồng độ cặn lơ lửng Suspended (a)
nồng độ ô nhiễm tối đa maximum contaminant level (MCL).
nông nghiệp Agriculture (n)
nước chăn nuôi livestock water.
nước chảy tràn bề mặt runoff (n)
nước chảy, không tù đọng lotic waters.
nước công nghiệp industrial water.
nước khai khoáng mining water.
nước mặn saline water.
nước mặt surface water.
nước ngầm ground water.
nước sạch fresh water
nước tận dụng recycled water.
nước thải wastewater (n).
nước tù đọng lentic waters, standing water
nước tưới irrigation water .
nước uống potable water.
nước xám greywater (n).
nước aquatic (a)
nuôi trồng thuỷ sản aquaculture (n).
ổn định Stabilization
Oxy hoá Wet oxidation
Ozon Ozone
Phân hủy bùn = pp kỵ khí Anaearobic sludge degestion
Phân hủy nhiệt Thermal destruction
phân loại Classification
Phân loại Sorting
Phát sinh Generation
Phòng chống Prevention
Phòng chống Prevention
Phun vào giếng sâu Deep-well injection
Phương pháp xử lý Treatment method (n)
Quá trình oxy hóa Wet oxidation
Quá trình xử lý bằng hồ Pond treatment process
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí dính bám Aerobic attached-growth treatment process
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí lơ lửng Aerobic suspended-growth treatment process
rò rỉ, thấm Leaching (n)
rừng Forestry
sa lắng Precipitation
sewer
sinh học Biology (n), biological (a)
sinh thái Ecology
Sol khí Aerosol - hỗn hợp lỏng và khí trong môi trường khí.
sông băng Glacier (n)
Song chắn rác Bar rack, grit, screen
song chắn rác grit bar
Sông River (n)
sông Rivers (n)
sử dụng Handling
sử dụng nước cấp công cộng public water use
sử dụng nước water use
suất sinh yield
sức khoẻ môi trường environmental health
sức khoẻ nghề nghiệp Occupation Health
sức khoẻ và san toàn Health and safety
suối Stream (n)
T đầu trang
Tác động, ảnh hưởng Effect
Tách bằng sục khí Impingement separator
Tách bằng trọng lực Gravity separation
Tách bụi bằng xyclon Cyclone separator
Tai nạn Accident
Tai nạn Accident (n)
tài nguyên nước - Water resources
tài nguyên thiên nhiên - Natural resourses
Tái sử dụng Reuse
Tái sử dụng Reuse (v)
tải trọng Mass-load factors
tận dụng Recovery
tận dụng Recovery
thải bỏ Disposal
thải bỏ Disposal (n)
thải bỏ cặn lơ lửng Suspended-sediment discharge
thải bỏ vào đất Land disposal
thải bỏ discharge-
thẩm thấu ngược reverse osmosis
thẩm thấu Osmosis (n)
thấm Permeability (n)
than hoạt tính Activated carbon
Thành phần Constituent
thành phần composition
Thanh tra Inspection
Thanh tra Inspection
Tháp đĩa Plate scrubber
Tháp phun có lớp đệm cố định Package-bed scrubber
Tháp phun tốc độ cao Venturi scrubber
Tháp phun ướt Wet scrubber
Thay thế nhiên liệu Fuel substitution
thiết bị lắng, bể lắng Clarifier, settling (n)
thiết bị phản ứng Reactor
thiết bị phản ứng sinh học kiểu xoay Rotating Biological Contactor – RBC
thiết bị tách = từ Magnetic saperator
Thoát hơi nước Transpiration (n)
Thông gió Ventilation
Thông gió Ventilation
Thông số Parameter
Thu gom Collection
Thu hồi năng lượng Energy / fuel recovery
thực phẩm Food
Thùng chứa rác Storage container
thủy điện hydroelectric power
Tia cực tím Ultraviolet light
tiết kiệm Conservation
Tính chất Characteristics
Tính chất của hạt nhân Nuclide characteristics
trách nhiệm xã hội Social Appliance. SA.
trái đất Earth
Trao đổi ion Ion exchange
tro ash
trung bình Moderatly
tưới phun spray irrigation
tưới Irrigation (n)
tuyển nổi Flotation
tuyến vận chuyển Routing
U đầu trang
ứng suất bề mặt surface tension
V đầu trang
vận chuyển Conveyance
vận chuyển Transfer operation
vận chuyển Transportation
vận chuyển transportation
Váng Scum (n)
vệ sinh công nghiệp Industrial Hygiene
Vi sinh vật Microorganisms
X
xã hội Society
Xe thu gom Residential collection vehicles
xử lý Treatment
xử lý nước thải bậc 2 secondary wastewater treatment
xử lý nước thải sơ cấp primary wastewater treatment
xử lý thành phân bón Composting
xử lý treatment
11/18/2009
11/14/2009
11/13/2009
SONG CHẮN RÁC (Bar racks)
Chức năng, cấu tạo và vị trí
Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo. Kích thước tối thiểu của rác được 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 dòng chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới. Tốc độ nước chảy (v) qua các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s £ v £ 1m/s). Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi.
Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác
| Chỉ tiêu | Cào rác thủ công | Cào rác cơ giới |
| Kích thước của các thanh | | |
| 0,2 ¸ 0,6 | 0,2 ¸ 0,6 |
| 1,0 ¸ 1,5 | 1,0 ¸ 1,5 |
| Khoảng cách giữa các thanh (in) | 1,0 ¸ 2,0 | 0,6 ¸ 3,0 |
| Độ nghiêng song chắn rác theo trục thẳng đứng (độ) | 30 ¸ 45 | 0 ¸ 30 |
| Vaän toác doøng chaûy (ft/s) | 1,0 ¸ 2,0 | 2,0 ¸ 3,25 |
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Ghi chú: in x 25,4 = mm ft/s x 0,3048 = m/s
Song chắn rác với cào rác thủ công chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ có lượng rác <>3/ng.đ. Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim loại để lấy rác ra và cho vào máng có lổ thoát nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để đưa đi xử lý tiếp tục. Song chắn rác với cào rác cơ giới hoạt động liên tục, răng cào lọt vào khe hở giữa các thanh kim loại; cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động.
Xem các ảnh chụp về song chắn rác (lưu ý kích thước file lớn, bạn phải đợi lâu)
Cào rác cơ giới có thể chuyển động từ trên xuống dưới hoặc từ dưới lên theo dòng nước.
Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1 m3/ng.đ và khi dùng song chắn rác cơ giới thì phải đặt máy nghiền rác. Rác nghiền đưọc cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh trước song chắn. Khi lượng rác trên 1 T/ng.đ cần phải thêm máy nghiền rác dự phòng. Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hóa.
Song chắn rác được đặt ở những kênh trước khi nước vào trạm xử lý. Hai bên tường kênh phải chừa một khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt và thay thế song chắn. Vì song chắn làm co hẹp tiết diện ướt của dòng chảy nên tại vị trí đặt song chắn tiết diện kênh phải được mở rộng. Để tránh tạo thành dòng chảy rối kênh phải mở rộng dần dần với một góc j = 20o.
Mở rộng kênh nơi đặt song chắn rác (Trần Hiếu Nhuệ & Lâm Minh Triết, 1978)
Song chắn rác phải đặt ở tất cả các trạm xử lý không phân biệt phương pháp dẫn nước tới là tự chảy hay có áp. Nếu trong trạm bơm đó có song chắn rác với khe hở 16 mm thì có thể không đặt song chắn rác ở trạm xử lý nữa.
Hiệu suất của song chắn phụ thuộc rất nhiều vào mức độ chính xác trong tính toán kích thước và tổn thất áp lực của nước qua nó.
Kích thước song chắn
Số khe hở n giữa các thanh của song chắn rác được xác định theo công thức:
| q = WVS = b. n . h1 .VS | (4.1) |
|
| (4.2.) |
trong đó qmax: lưu lượng tối đa của nước thải (m3/giây)
b: chiều rộng khe hở giữa các thanh (m)
W: diện tích tiết diện ướt của song chắn (m2) (W không nhỏ hơn 2Wk khi cào rác thủ công và không nhỏ hơn 1,2Wk khi cào rác cơ giới, với Wk diện tích tiết diện ướt của kênh dẫn nước vào)
VS: tốc độ nước qua song chắn (m/sec), chọn Vs = 0,7 m/giây khi lưu lượng trung bình và > 1 m/giây khi lưu lượng tối đa để tránh va chạm giữa rác và song chắn
h1: chiều sâu lớp nước qua song chắn (m), thường bằng chiều sâu lớp nước trong kênh dẫn vào.
Công thức (4.2) không tính tới độ thu hẹp của dòng chảy khi dùng cào rác cơ giới. Để tính tới độ thu hẹp người ta đưa hệ số ko = 1,05. Khi đó:
|
| (4.2a) |
Chiều rộng tổng cộng của song chắn là:
| BS = b(n - 1) + S.n | (4.3) |
với S: chiều dày của mỗi thanh
Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác:
|
| (4. 4) |
Nếu j = 20o thì
| L1 = 1,37 (BS - BK) | (4 .4a) |
với BK: chiều rộng của kênh dẫn vào
Chiều dài đoạn thu hẹp lại sau song chắn chọn bằng:
| L2 = 0,5 L1 | (4.5) |
Trong trường hợp song chắn rác đặt chéo một góc g so với hướng nước chảy trên mặt bằng (hình 4.4) có thể chọn:
BS = 0,83 BS
(Các công thức trên trích dẫn từ tài liệu của Trần Hiếu Nhuệ & Lâm Minh Triết, 1978)
Để tránh lắng cặn, tốc độ của nước ở đoạn kênh mở rộng trước song chắn không được dưới 0,4 m/giây khi lưu lượng nhỏ nhất.
Hiện nay ở một số nước trên thế giới người ta còn dùng máy nghiền rác (communitor) để nghiền rác có kích thước lớn thành rác có kích thước nhỏ và đồng nhất để dễ dàng cho việc xử lý ở các giai đoạn kế tiếp, máy nghiền rác đã được thiết kế hoàn chỉnh và thương mại hóa nên trong giáo trình này không đưa ra các chi tiết của nó. Tuy nhiên nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý là cát sẽ làm mòn các lưỡi dao và sỏi có thể gây kẹt máy. Mức giảm áp của dòng chảy biến thiên từ vài inches đến 0,9 m.
Sơ đồ lắp đặt của một máy nghiền rác
BỂ ĐIỀU LƯU (Flow equation tank)
Nước thải sinh hoạt và sự biến động về lưu lượng của nó theo thời gian và không gian
Theo định nghĩa của một số nước, nước thải sinh hoạt (domestic wastewater) là nước thải của các hộ dân cư, khu vực thương mại, các cơ quan và các khu vui chơi, giải trí. Đối với những khu dân cư đã phát triển ổn định, việc xác định lưu lượng nên tiến hành bằng cách đo trực tiếp. Đối những khu còn đang xây dựng và qui hoạch phát triển, lưu lượng nước thải được ước tính theo các biện pháp được trình bày sau đây (lưu ý rằng lưu lượng nước thải cho một khu dân cư có từ 1.000 người trở xuống hòan toàn khác hẳn với các khu dân cư lớn hơn).
Khu dân cư: đối với khu vực dân cư, lượng nước thải chủ yếu được xác định dựa trên dân số và lượng nước thải bình quân trên đầu người. Các số liệu về lượng nước thải trên đầu người ở các khu vực dân cư ở Mỹ được trình bày trong bảng 2.1. Đối với các khu còn trong tình trạng phát triển và khu dân cư lớn nên dựa trên dân số và qui hoạch sử dụng đất để dự báo lưu lượng nước thải. Nếu có thể nên so sánh với số liệu của một khu dân cư có qui mô và qui hoạch tương tự (nên chọn các khu trong cùng khu vực). Trước đây việc dự báo dân số của khu vực là trách nhiệm của các kỹ sư, nhưng ngày nay các số liệu này có thể tìm thấy dễ dàng ở các cơ quan quy hoạch cấp địa phương, khu vực hay quốc gia. Lượng nước tiêu thụ trên đầu người cũng rất biến động theo điều kiện cấp nước.
Lưu lượng nước thải tiêu biểu ở các khu dân cư Mỹ
| Nguồn thải | Đơn vị tính | Lưu lượng, gal/đơn vị.ngày | |
| Khoảng biến thiên | Thông dụng | ||
| Các hộ chung cư | | | |
| Một đầu người | 35 ¸ 75 | 50 |
| Một đầu người | 50 ¸ 80 | 65 |
| Khách sạn | Một người khách | 30 ¸ 55 | 45 |
| Các hộ tư | | | |
| Một đầu người | 45 ¸ 90 | 70 |
| Một đầu người | 60 ¸ 100 | 80 |
| Một đầu người | 75 ¸ 150 | 95 |
| Một đầu người | 30 ¸ 60 | 45 |
| Một đầu người | 25 ¸ 50 | 40 |
| Các trạm xe lửa | Một đầu người | 30 ¸ 50 | 40 |
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Khu thương mại: các khu thương mại có lưu lượng rất biến thiên theo loại hình phục vụ. Thường người ta biểu diễn đơn vị lưu lượng nước thải ở các khu thương mại bằng gal/acre.d (m3/ha.d) dựa trên các dữ liệu hiện tại hoặc các qui hoạch tương lai. Ở Mỹ lưu lượng nước thải trung bình cho khu vực thương mại từ 7,5 ¸ 14 m3/ha.d. Lưu lượng nước thải cho từng loại hình phục vụ được tổng kết trong bảng 4.2.
Các cơ quan và khu vui chơi giải trí: lưu lượng nước thải ở các cơ quan thường tính bằng gal/nhân viên.ngày và biến động rất lớn theo địa phương, khí hậu và các tiện nghi lắp đặt trong cơ quan. Nước thải ở các khu vui chơi, giải trí biến động lớn theo mùa.
Các nguồn nước khác có thể có trong hệ thống thu gom nước thải
Nước thải được thu gom, đưa đến các hệ thống xử lý nước thải bằng các đường cống hay rãnh hở. Các loại nước khác như nước ngầm thấm vào cống qua các mối nối không kỹ của đường cống, nước mưa có thể đi vào các hệ thống thu gom làm thay đổi lưu lượng của nước thải khi đến bể xử lý. "Cô lập, làm kín" các hệ thống thu gom sẽ mang lại các lợi ích như không gây hiện tượng quá tải cho hệ thống xử lý, không gây úng, ngập các đường cống.
Các bước để tính toán, thiết kế một bể điều lưu cho một xí nghiệp
Ở khu vực dân cư (nước thải sinh hoạt) và khu vực sản xuất (nước thải công nghiệp) nước thải được thải ra với lưu lượng biến đổi theo giờ, thời vụ sản xuất, mùa (mưa, nắng). Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tích cũng như về các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện diện của một bể điều lưu là hết sức cần thiết. Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần xử lý để bảo đảm hiệu quả cho các qui 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 xử lý sinh học phía sau.
Các lợi ích của bể điều lưu như sau:
Bể điều lưu làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạn chế hiện tượng "shock" của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các bể sinh học (do tính toán chính xác). Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật.
Chất lượng của nước thải sau xử lý và việc cô đặc bùn ở đáy bể lắng thứ cấp được cải thiện do lưu lượng nạp các chất rắn ổn định.
Diện tích bề mặt cần cho hệ thống lọc nước thải giảm xuống và hiệu suất lọc được cải thiện, chu kỳ làm sạch bề mặt các thiết bị lọc cũng ổn định hơn.
Cách tính toán bể điều lưu:
Bước 1: đo lưu lượng nước thải từng giờ từ 0 giờ ngày hôm trước đến 0 giờ ngày hôm sau (có thể thông qua việc đo lưu lượng nước sử dụng trừ đi lượng nước giữ lại trong các sản phẩm).
Bước 2: tính toán tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ (Ví dụ lưu lượng nước thải ở 0 ¸ 1 giờ là 10 m3/h, lưu lượng nước thải ở 1 ¸ 2 giờ là 20 m3/h, lưu lượng nước thải ở 2 ¸ 3 giờ là 20 m3/h , Tổng lượng nước thải thải ra môi trường ở 0 giờ là 0 m3, 1 giờ là 10 m3, 2 giờ là 30 m3. Vẽ đồ thị biểu diễn tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ và tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo từng giờ.
Bước 3: xác định điểm bụng của đồ thị, vẽ đường tiếp tuyến với đồ thị tại điểm bụng, hiệu số khoảng cách thẳng đứng chiếu từ điểm bụng của đường biểu diển tổng lượng nước thải ra môi trường theo từng giờ đến đường biểu diễn tổng lượng nước thải theo lưu lượng trung bình thải ra môi trường theo từng giờ là thể tích cần thiết của bể điều lưu.
Trong thực tế bể điều lưu thường được thiết kế lớn hơn thể tích tính toán từ 10 ¸ 20% để phòng ngừa các trường hợp không tiên đoán được của sự biến động hàng ngày của lưu lượng; trong một số hệ thống xử lý người ta có thể bơm hoàn lưu một số nước thải về bể điều lưu (mặc dù điều này không được khuyến cáo).
Nên lưu ý thêm yếu tố biến động của nước thải theo mùa vụ sản xuất trong năm.
Sơ đồ cách tính thể tích cần thiết của bể điều lưu
Bài tập: Tiến hành đo lưu lượng nước thải của một xí nghiệp, người ta ghi nhận được các số liệu được trình bày trong bảng bên dưới; hãy xác định thể tích bể điều lưu cần thiết.
| Giờ | Lưu lượng trung bình (ft3/s) | Lưu lượng cộng dồn (1000 ft3)g | |
| Thực tế | Trung bình | ||
| M | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 9.7 | 34.9 | 38.88 |
| 2 | 7.8 | 63 | 77.76 |
| 3 | 5.8 | 83.9 | 116.64 |
| 4 | 4.6 | 100.5 | 155.52 |
| 5 | 3.7 | 113.8 | 194.4 |
| 6 | 3.5 | 126.4 | 233.28 |
| 7 | 4.2 | 141.5 | 272.16 |
| 8 | 7.2 | 167.4 | 311.04 |
| 9 | 12.5 | 212.4 | 349.92 |
| 10 | 14.5 | 264.6 | 388.8 |
| 11 | 15 | 318.6 | 427.68 |
| N | 15.2 | 373.3 | 466.56 |
| 1 | 15 | 427.3 | 505.44 |
| 2 | 14.3 | 478.8 | 544.32 |
| 3 | 13.6 | 527.8 | 583.2 |
| 4 | 12.4 | 572.4 | 622.08 |
| 5 | 11.5 | 613.8 | 660.96 |
| 6 | 11.5 | 655.2 | 699.84 |
| 7 | 11.6 | 697 | 738.72 |
| 8 | 12.9 | 743.4 | 777.6 |
| 9 | 14.1 | 794.2 | 816.48 |
| 10 | 14.1 | 844.9 | 855.36 |
| 11 | 13.4 | 893.2 | 894.24 |
| M | 12.2 | 937.1 | 933.12 |
| Avg | 10.8 | | |
Giải:
Vẽ đồ thị thể tích nước thải cộng dồn theo lưu lượng thực tế và theo lưu lượng trung bình.
Xác định điểm bụng của đường biểu diễn thể tích cộn dồn nước thải theo lưu lượng thực tế và vẽ đường tiếp tuyến tại điểm này.
Tính khoảng giữa điểm bụng và điểm chiếu của nó lên đường biểu diễn thể tích nước thải cộng dồn theo lưu lượng trung bình. Đó chính là thể tích bể điều lưu theo lý thuyết.
Thể tích bể điều lưu theo thực tế là (+20%) 180000 ft3
TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI
Nước thải nếu không được xử lý đúng mức sẽ gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên trong nước thải sinh hoạt có chứa một lượng khá lớn năng lượng, đạm và các chất khoáng như kali, photpho, canxi... là những phân bón có giá trị đối với nông nghiệp. Cho nên việc tái sử dụng các giá trị này của chất thải sẽ góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường.
Mục tiêu của việc tái sử dụng chất thải hữu cơ là xử lý các chất thải và giữ lại các chất dinh dưỡng có giá trị để tái sử dụng. Các chất dinh dưỡng này gồm Carbon, Nitrogen, Phospho và các khóang vi lượng. Chúng được tái sử dụng để:
Sản xuất nông nghiệp
Các chất thải hữu cơ có thể sử dụng để làm phân bón hoặc cải tạo đất. Tuy nhiên, nếu sử dụng chất thải chưa được xử lý thì đạt được hiệu quả không cao bởi vì cây trồng chỉ hấp thu các chất dinh dưỡng dạng vô cơ (ví dụ NO3- và PO43-), các vi khuẩn và ký sinh trùng trong chất thải chưa được xử lý có thể lây nhiễm cho người sử dụng hoặc tiêu thụ các sản phẩm.
Quá trình phân hủy hiếu khí hay yếm khí đã biến đổi các chất thải hữu cơ thành các chất vô cơ thích hợp cho cây trồng và tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn và ký sinh trùng.
Sản xuất Biogas
Biogas, một sản phẩm của quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ, được xem là một nguồn năng lượng tại chỗ thay thế dầu hỏa, củi... Biogas là một hỗn hợp khí bao gồm methane (khoảng 65%), CO2 (khoảng 30%) và một ít NH3, H2S và các chất khí khác. Năng lượng của Biogas chủ yếu là từ khí methane. Methane có nhiệt trị là 1012 BTU/ft3 (hoặc 9.005 Kcal/m3) ở 15.5oC và 1 atm. Nhiệt trị của Biogas khoảng 500 ¸ 700 BTU/ft3 (4.450 ¸ 6.230 Kcal/m3).
Đối với hầm ủ Biogas loại nhỏ (1 ¸ 5 m3) lắp đặt cho các hộ gia đình đề xử lý chất thải sinh hoạt hay phân gia súc, Biogas được sử dụng để đun nấu, thắp sáng và sưởi ấm. Đối với hầm ủ Biogas loại lớn dùng để xử lý nước thải công nghiệp hoặc của các trại chăn nuôi lớn, Biogas được sử dụng để đun nước cho các nồi hơi, hoặc chạy các động cơ đốt trong.
Chất thải của hầm ủ Biogas giàu chất dinh dưỡng là một nguồn phân bón có giá trị. Nước thải được dùng để nuôi tảo hoặc phiêu sinh động vật (Moina) để làm thức ăn cho cá hoặc bón thẳng xuống ao cá. Chất thải rắn được phơi khô rồi rải trên đồng ruộng, hoặc bón cho ao cá.
Sản xuất thủy sản
Ở những vùng nhiệt đới chất thải hữu cơ được tái sử dụng trong sản xuất thủy sản qua 3 hoạt động chính sau:
- Sản xuất tảo (đạm đơn bào).
- Phiêu sinh thực vật (macrophytes, bèo, lục bình)
- Nuôi cá
Tái sử dụng gián tiếp
Khi nước thải được thải trực tiếp ra sông rạch, quá trình "tự làm sạch" nguồn nước do hoạt động phân hủy và cố định các chất hữu cơ trong nước thải của vi khuẩn có sẵn trong tự nhiên sẽ diễn ra. Do đó ở hạ lưu cách xa nguồn thải một khoảng cách nhất định người ta có thể sử dụng nguồn nước đó để tưới tiêu cho cây trồng mà không làm ô nhiễm môi trường.