Giáo trình Bể tự hoại và Bể tự hoại cải tiến - Chương 1: Lưu lượng, thành phần và tính chất dòng nước thải hộ gia đình

u ch u ẩn cấp n − ớ c ( l/n g− ờ i.n g ày ): + N ộ i đ ô + N g oạ i v i - T ỷ lệ d ân số đ − ợ c cấp n − ớ c (% ): + N ộ i đ ô + N g oạ i v i 1 6 5 1 2 0 8 5 8 0 2 0 0 1 5 0 9 9 9 5 Đ ô th ị loạ i II , đ ô th ị lo ạ i III II. - T iêu ch u ẩn cấp n − ớ c ( l/n g− ờ i.n g ày ): + N ộ i đ ô + N g oạ i v i - T ỷ lệ d ân số đ − ợ c cấp n − ớ c (% ): + N ộ i đ ô + N g oạ i v i 1 2 0 8 0 8 5 7 5 1 5 0 1 0 0 9 9 9 0 Đ ô th ị loạ i IV , đ ô th ị lo ại V ; đ iểm d ân c− n ô n g th ô n III . - T iêu ch u ẩn cấp n − ớ c ( l/n g− ờ i.n g ày ): - T ỷ lệ d ân số đ − ợ c cấp n − ớ c (% ): 6 0 7 5 1 0 0 9 0 Giặt giũ 10% Bếp 13% Tắm 42% Dội toa lét 10% Mục đích khác 25% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2 3 4 5 6 7 Chủ nhật Thứ trong tuần L− u l− ợn g n− ớc th ải , l ít/ ng −ờ i.n gà y Bếp Giặt giũ Tắm • Hệ số không điều hoà của các đối t−ợng thải n−ớc khác nhau TT Đối t−ợng thải n−ớc Hệ số không điều hoà giờ (kgiờ) Hệ số không điều hoà ngày (kngày) Số giờ làm việc trong ngày 1 Hộ gia đình 4 – 6 ng−ời 4 – 10 (4) 2 – 5 (2,5) 24 2 Nhóm hộ gia đình 3 – 6 (4) 2 – 4 (2,5) 24 3 Cơ sở dịch vụ 6 – 10 (4) 2 – 6 (3) 12 - 18 4 Bệnh viện 2,5 1 24 5 Tr−ờng học 1,8 1 8 - 12 6 Xí nghiệp công nghiệp, phân x−ởng nóng 2,5 1 8 – 24 7 Xí nghiệp công nghiệp, phân x−ởng nguội 3 1 8 – 24 1 - Hộ gia đình đơn lẻ; 2 - 5 hộ gia đình; 3 - 61 hộ gia đình. Tải l−ợng các chất ô nhiễm chính trong n−ớc thải sinh hoạt Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Chất lơ lửng (SS) g/ng−ời/ngày Từ 60 đến 65 SS trong phân và n−ớc tiểu g/ng−ời/ngày Từ 20 đến 25 BOD5 của n−ớc thải ch−a lắng g/ng−ời/ngày Từ 50 đến 65 BOD5 của n−ớc thải đã lắng g/ng−ời/ngày Từ 30 đến 35 L−ợng n−ớc đen từ khu vệ sinh: - Hố xí dội n−ớc lít/ng−ời/ngày Từ 5 đến 15 - Xí bệt, bồn tiết kiệm n−ớc lít/ng−ời/ngày Từ 15 đến 30 - Xí bệt, loại bồn th−ờng lít/ng−ời/ngày Từ 30 đến 60 L−ợng n−ớc đen từ nhà bếp lít/ng−ời/ngày Từ 5 đến 35 Phân ng−ời: - Khối l−ợng (−ớt) kg/ng−ời/ngày Từ 0,1 đến 0,4 - Khối l−ợng (khô) g/ng−ời/ngày Từ 30 đến 60 - Độ ẩm % Từ 70 đến 85 - Thành phần: - Chất hữu cơ % trọng l−ợng khô Từ 88 đến 97 - BOD5 g/ng−ời/ngày Từ 15 đến 18 - Nitơ (N) % trọng l−ợng khô Từ 5,0 đến 7,0 - Phốtpho (P2O5) % trọng l−ợng khô Từ 3,0 đến 5,4 - Kali (K2O) % trọng l−ợng khô Từ 1,0 đến 2,5 - Cácbon (C) % trọng l−ợng khô Từ 44 đến 55 - Canxi(CaO) % trọng l−ợng khô 4,5 - Tỷ lệ C:N Từ 6 đến 10 N−ớc tiểu: - Khối l−ợng (−ớt) kg/ng−ời/ngày Từ 1,0 đến 1,31 - Khối l−ợng (khô) g/ng−ời/ngày Từ 50 đến 70 - Độ ẩm % Từ 93 đến 96 - Thành phần: - Chất hữu cơ % trọng l−ợng khô Từ 65 đến 85 - BOD5 g/ng−ời/ngày 10 - Nitơ (N) % trọng l−ợng khô Từ 15 đến 19 - Phốtpho (P2O5) % trọng l−ợng khô Từ 2,5 đến 5,0 - Kali (K2O) % trọng l−ợng khô Từ 3,0 đến 4,5 - Cácbon (C) % trọng l−ợng khô Từ 11 đến 17 - Canxi(CaO) % trọng l−ợng khô Từ 4,5 đến 6,0 - Tỷ lệ C:N - 1 Tải l−ợng COD, g/ng−ời.ngày. • Tải l−ợng TP, g/ng−ời.ngày Bể tự hoại Tắm Nhà bếp Toilet Giặt Khỏc Nước xỏm Hộ gia đỡnh Mụi trường (nước mặt) 0.17 0.86 0.03 0.36 0.56 0 57 0.01 Bể tự hoại Tắm Nhà bếp Toilet Giặt Khỏc Nước xỏm 35 7 10 18 37 8 12 Mụi trường (nước mặt) Hộ gia đỡnh Tải l−ợng TP, g/ng−ời.ngày PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 2 Nồng độ một số mầm bệnh th−ờng có trong phân Vi sinh vật Ví dụ Nồng độ trong phân (con/g) Trứng giun Ascaris < 104 Đơn bào Amoeba < 105 Vi khuẩn Salmonella typhi < 108 Virút Enteric viruses < 1011 Ch−ơng 2. Bể tự hoại - cơ sở khoa học và nguyên tắc thiết kế Bể tự hoại có thể có các loại sau: • bể tự hoại thông th−ờng. • bể tự hoại có ngăn lọc hiếu khí. • bể tự hoại có ngăn lọc kỵ khí (STAF) • bể tự hoại cải tiến, với các vách ngăn mỏng dòng h−ớng lên (bể BAST) • bể tự hoại cải tiến, với các vách ngăn mỏng dòng h−ớng lên và ngăn lọc kỵ khí (bể BASTAF). • bể tự hoại cải tiến có lõi lọc tháo lắp đ−ợc. • bể tự hoại có ngăn bơm (trong hệ thống thoát n−ớc gồm các bể tự hoại và đ−ờng ống áp lực). • Các loại bể tự hoại khác, kết hợp với các quá trình xử lý nh− xử lý hiếu khí có sục khí nhân tạo, có dòng tuần hoàn, vv... • Lắng: 50 - 70% theo TSS • Phân huỷ kỵ khí: 25 • 45% theo BOC, COD Phổ biến trên toàn thế giới Bể lắng và lên men kỵ khí cặn lắng 1-3 ngăn Hầu nh− không tách đ−ợc cặn lơ lửng và các chất hoà tan Bể tự hoại + Đơn giản, chiếm ít diện tích (th−ờng xây dựng chìm) + Dễ chấp nhận - Hiệu suất xử lý thấp - Th−ờng không đ−ợc VH&BD đúng (hút bùn) → cần có các tiêu chuẩn thiết kế phù hợp với địa ph−ơng! Thiết kế bể tự hoại V = (Vn + Vc) + Vk Cần phân biệt 4 vùng rõ rệt: - Vùng tích luỹ bùn cặn đã phân huỷ Ht; - Vùng chứa cặn t−ơi, đang tham gia quá trình phân huỷ Hb; - Vùng tách cặn (vùng lắng) Hn; - Vùng tích luỹ váng • chất nổi Hv. Vb = 0,5.N.tb/1000 Vn = N.qo.tn /1000 Vt = r.N.[n - tb/365)] Vn = N.qo.tn /1000 Thời gian l−u n−ớc tối thiểu tn, ngày L−u l−ợng n−ớc thải Q, m3/ngày Bể tự hoại xử lý n−ớc đen + xám Bể tự hoại xử lý n−ớc đen từ WC < 6 1 2 7 0,9 1,8 8 0,9 1,8 9 0,8 1,6 10 0,7 1,4 11 0,7 1,4 12 0,6 1,3 13 0,6 1,2 >14 0,5 1 PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 3 Vb = 0,5.N.tb/1000 tb = 1853 (T)-5/4 Nhiệt độ n−ớc thải, oC 10 15 20 25 30 35 Thời gian cần thiết để phân huỷ cặn tb, ngày 104 63 47 40 33 28 Vt = r.N.[n - tb/365)] • Vt • dung tích cần thiết của vùng l−u giữ cặn đã phân huỷ, m3; • r • l−ợng cặn đã phân huỷ tích luỹ của 1 ng−ời trong 1 năm, m3/ng−ời.năm; • Với bể tự hoại xử lý n−ớc đen và n−ớc xám: 40 l/(ng−ời.năm). • Bể tự hoại chỉ xử lý n−ớc đen từ khu vệ sinh: 30 l/(ng−ời.năm). • n • khoảng thời gian giữa 2 lần hút cặn, năm. • Nếu kể đến l−ợng bùn cặn đ−ợc giữ lại trong bể sau mỗi lần hút cặn (th−ờng bằng 10 • 20% dung tích cặn), đồng thời bỏ qua đại l−ợng (tb/365) trong biểu thức (n - tb/365) vì tb cũng bằng 10 • 20% so với n, khi đó, dung tích phần cặn tích luỹ sẽ bằng: • Vt = r.N.n/1000 V = (Vn + Vb + Vt + Vv) + Vk - Vn, Vb, Vt đ−ợc tính theo các công thức trên. - Vv th−ờng đ−ợc lấy bằng (0,4 • 0,5)xVt hay có thể lấy sơ bộ với chiều cao lớp váng bằng 0,2 - 0,3 m. - Dung tích phần l−u không trên mặt n−ớc của bể tự hoại Vk đ−ợc lấy bằng 20% dung tích −ớt, hoặc theo cấu tạo bể, với chiều cao phần l−u không (tính từ mặt n−ớc đến nắp bể) không nhỏ hơn 0,2 m. Phần l−u không giữa các ngăn của bể tự hoại phải đ−ợc thông với nhau và có ống thông hơi. - Dung tích −ớt tối thiểu: + Xử lý n−ớc đen và n−ớc xám: 3 m3. + Xử lý n−ớc đen: 1,5 m3. Cách tính giản l−ợc I. Vb = 24.N/1000 • Dung tích phần cặn tích luỹ và váng nổi, với bể tự hoại xử lý n−ớc đen và n−ớc xám (r = 0,04 m3/(ng−ời.năm): • Vt+v = 1,4.40.N.T/1000 • Dung tích −ớt tối thiểu của bể tự hoại xử lý n−ớc đen và n−ớc xám: V− = (N.qo.tn + 24 + 56.T)/1000 • T−ơng tự, dung tích −ớt của bể tự hoại xử lý n−ớc đen từ WC: V− = (N.qo.tn + 24 + 42.T)/1000 II. V− = N.Vo • Vo = 0,34 ... 0,60 m3/ng−ời, n−ớc đen và n−ớc xám. • Vo = 0,27 ... 0,30 m3/ng−ời, n−ớc đen từ WC. 0 20 40 60 80 100 5 15 25 35 45 75 12 5 20 0 30 0 Số ng−ời sử dụng bể N Du ng tí ch b ể, m 3 1. Bể tự hoại xử lý n−ớc đen + xám 2. Bể tự hoại xử lý n−ớc đen 0 25 50 75 100 125 150 175 200 5 15 25 35 45 75 12 5 20 0 30 0 Số ng−ời sử dụng bể D u n g tí ch − ớ t, m 3 QCXD VN Truyền thống Đề xuất 0 25 50 75 100 125 150 5 15 25 35 45 75 12 5 20 0 30 0 Số ng−ời sử dụng bể D u n g tí ch − ớ t, m 3 Truyền thống Đề xuất 0 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Số ng−ời sử dụng Th ời g ia n hú t b ùn , n ăm V1 = 3 m3 V2 = 4.5 m3 V3 = 6 m3 V4 = 7.5 m3 V5 = 9 m3 V6 = 12 m3 V1 V2 V3 V4 V5 V6 0 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Số ng−ời sử dụng Th ời g ia n hú t b ùn , n ăm V0 = 1.5 m3 V1 = 3 m3 V2 = 4.5 m3 V3 = 6 m3 V4 = 7.5 m3 V5 = 9 m3 V6 = 12 m3 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V0 PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 4 • H− (min) = 0,5 + 0,3 + 0,15 + 0,25 = 1,2 m Một số l−u ý Một số l−u ý • ống vào và ra khỏi bể: ngập sâu cách mặt n−ớc 0.4 • 0,5 m (chảy qua Tê). Đ−ờng kính ống tối thiểu: 100 mm. • ống PVC hoặc ống sành • cốt đáy ống vào cao hơn đáy ống ra ít nhất 5 cm. • ống qua tr−ờng phải đ−ợc hành sẵn tấm chắn n−ớc, chèn kỹ bằng bê tông sỏi nhỏ M200. • Các phần kim loại (nếu có ) phải đ−ợc sơn chống rỉ 2 lớp sau khi lắp đặt. • ống giữa 2 ngăn: chảy qua cút, miệng ngập sâu d−ới mặt n−ớc 30 cm • Phải có ống thông hơi dẫn lên cao trên mái nhà ít nhất 0,7 m. Chừa viên gạch hàng trên cùng ở t−ờng ngăn để thông hơi giữa các ngăn bể. • Chừa lỗ hút cặn trên nắp bể • Đáy ống ra phải cao hơn mực n−ớc cao nhất ở cống nhận n−ớc thải sau bể tự hoại. • Trên mặt bằng: ống vào, sang ngăn bên, và ống ra phải so le nhau để quãng đ−ờng n−ớc chẩy trong bể là dài nhất, tránh hiện tr−ợng chảy tắt Một số l−u ý • Sau khi trát láng xi măng 1 tuần: cho n−ớc vào từ từ tới 1/3 bể, đánh dấu mực n−ớc, ngâm 1 tuần nữa, theo dõi phát hiện và xử lý các chỗ rò rỉ. Tiếp tục cho n−ớc vào đầy bể, đánh dấu mực n−ớc và ngâm 24 h, phát hiện và xử lý các chỗ rò rỉ. • L−u ý tránh xây dựng vào mùa m−a, nhất là ở những vị trí có mực n−ớc ngầm cao. Phải có biện pháp hút n−ớc ngầm hay hạ thấp mức n−ớc ngầm khi thi công và kiểm tra bể rò rỉ. Sau khi hoàn tất việc thi công phải cho n−ớc vào đầy bể để tránh hiện t−ợng đẩy nổi do n−ớc ngầm làm di chuyển, nứt, vỡ bể. • Bể phải đ−ợc thiết kế và xây dựng thật kín khít. • Các vật liệu th−ờng đ−ợc sử dụng: bê tông cốt thép (th−ờng gặp), gạch, thép, gỗ, nhựa, Composite, vv. Ph−ơng á n rẻ tiền nhất: gạch (đặc). • Nắp bể đậy bằng tấm đan BTCT M200, dày tối thiểu 80 mm, có chừa ít nhất 2 lỗ ở trên ống dẫn n−ớc thảI vào và ra khỏi bể. Đáy bể đổ bằng tấm đan BTCT M200, dày 150 mm. Tr−ớc khi đổ tấm đan phảI cạo sạch rỉ thép, rửa sạch sỏi đá. Dùng sỏi cỡ 10 – 20 mm. Đặt thép đúng chiều. • Xây gạch: gạch tốt, nhúng gạch tr−ớc khi xây, t−ờng đôi 1 dọc 1 ngang (M75, 220 mm), vữa xi măng cát vàng M50, trát vữa 2 mặt M75, 20 mm chia làm 2 lớp: lớp đầu dày 10 mm có khía bay, lớp ngoài dày 10 mm, trát vữa phải miết kỹ, ngoài cùng đánh màu xi măng nguyên chất chống thấm (toàn bộ chiều cao bể và đáy bể). Các góc bể (t−ờng – t−ờng, t−ờng - đáy) phải trát nguýt góc. Tốt nhất là đặt các tấm l−ới thép 10 x 10 mm chống nứt và thấm vào trong lớp vữa trong khi trát t−ờng trong của bể, một phần l−ới nằm trên đáy bể ít nhất là 20 cm. • Nếu đổ bằng BTCT (đúc sẵn hay đổ tại chỗ), phải đổ sao cho không có rò rỉ, nhất là vị trí tiếp ráp giữa đáy, t−ờng và thành bể, vị trí các lỗ kiểm tra và hút cặn. Ph−ơng á n tin cậy: đúc sẵn đáy, t−ờng và nắp bể toàn khối bằng công nghệ va rung, giữa thành và nắp bể có gioăng cao su chìm trong t−ờng. Có giăng cao su tại các vị trí đi ống qua t−ờng. PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 5 Chương 3. Bể tự hoại + ngăn lọc Chương 4. Bể tự hoại cải tiến 0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 HRT (h) E , (% ) ST: COD ST: TSS BAST: COD BAST: TSS 0 20 40 60 80 100 A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 Các ngăn bể E (C O D ), % 48h 72h 48h 24h 12h 0 20 40 60 80 100 A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 Các ngăn bể E (T S S ), % 48h 72h 48h 24h 12h 40 60 80 100 COD BOD5 TSS Chỉ tiêu E ( % ) ST STAF BAST BASTAF 0 3000 6000 9000 12000 15000 24 -F eb -0 3 26 -F eb -0 3 1- M ar -0 3 26 -Ju l-0 3 28 -D ec -0 3 24 -D ec -0 4 29 -Ja n- 05 3- M ay -0 5 10 -N ov -0 5 20 -N ov -0 5 Ngày C O D , m g/ l 0 20 40 60 80 100 E (C O D ), % SP1 SP2 SP3 SP4 E, % 0 1000 2000 3000 4000 5000 24 /02 /20 03 26 /02 /20 03 26 /07 /20 03 28 /12 /20 03 24 /12 /20 04 29 /01 /20 05 03 /05 /20 05 10 /11 /20 05 20 /11 /20 05 Ngày S S , m g /l 0 20 40 60 80 100 E (S S ), % SP1 SP2 SP3 SP4 E, % 0 1000 2000 3000 4000 5000 22 -A pr- 06 13 -M ay -0 6 19 -M ay -0 6 12 -Ju l-0 6 14 -A ug -0 6 6- Se p-0 6 3- Oc t-0 6 Ngày C O D , m g /L 0 20 40 60 80 100 E (C O D ), % COD in COD out E, % 0 1500 3000 4500 6000 7500 22 -A pr- 06 13 -M ay -0 6 19 -M ay -0 6 12 -Ju l-0 6 14 -A ug -0 6 6- Se p-0 6 3- Oc t-0 6 Ngày S S , m g /L 0 20 40 60 80 100 E ( S S ), % SS in SS out E, % Các thông số thiết kế bể tự hoại cải tiến Số ng−ời sử dụng Loại bể Số ngăn chứa Số ngăn có dòng h−ớng lên Số ngăn lọc kỵ khí làm việc song song < 20 A 1 2 - 3 - < 50 A 1 3 - 4 - < 150 B 1 2 - 3 2 > 150 B(*) 1 2 - 3 2 PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 6 Chương 5. Thi công xây dựng, lắp đặt bể tự hoại Ch−ơng 6. Bể tự hoại và hệ thống thoát n−ớc - Bể tự hoại và giếng thấm - Bể tự hoại và bãi lọc ngầm PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 7 - Bể tự hoại và bể xử lý hiếu khí với bùn hoạt tính hoặc lọc dính bám - Bể tự hoại và bể lọc cát (có hoặc không có dòng tuần hoàn) - Bể tự hoại, ngăn bơm và bãi lọc ngầm trên gò nổi - Bể tự hoại và bãi lọc ngầm trồng cây - Bể chứa phân và xe hút định kỳ - Bể tự hoại và hồ sinh học PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 8 Vệ sinh sinh thái Ch−ơng 7. Quản lý vận hành bảo d−ỡng bể tự hoại 47 49 PGS. TS. Nguyễn Việt Anh, IESE, ĐHXD 9 Bể tự hoại phải đ−ợc hút bùn ít nhất 2 – 3 năm /lần Bể tự hoại làm việc kém đ−a chất ô nhiễm ra môi tr−ờng Vấn đề Nguyên nhân Mùi 1.không thông hơi bể 2.ống vào/ra bị tắc 3.cống bị tắc, hở N−ớc tràn ng−ợc vào bể 1.đáy ống đầu ra thấp hơn mực n−ớc bên ngoài 2.cống bên ngoài bị tắc, ngập 3.bể đầy bùn Bể tràn n−ớc lên mặt đất 1.cống bị tắc 2.bể đầy bùn Cặn trôi ra khỏi bể 1.bể đầy bùn 2.không hút bùn đúng định kỳ 3.kích th−ớc bể không phù hợp (bé quá) Làm ô nhiễm nguồn n−ớc 1.n−ớc đầu ra ch−a đ−ợc xử lý tiếp một cách phù hợp 2.bể đầy bùn 3.ống nối không phù hợp Bể chứa đầy n−ớc ngầm hay bị đẩy nổi 1.mực n−ớc ngầm cao N−ớc ngầm bị ô nhiễm 1. bể đ−ợc bố trí không đùng chỗ: nới có mực n−ớc ngầm cao 2.bể bị rò rỉ Chi tiết: xem thêm Sách: Bể tự hoại và bể tự hoại cải tiến. PGS. TS. Nguyễn Việt Anh. Nhà xuất bản Xây dựng, 2007.