Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho cơ sở xay bột ấp Lộc Hưng Trảng Bàng - Tây Ninh

CHÖÔNG I MÔÛ ÑAÀU I.1. Ñaët vaán ñeà Vaøi naêm gaàn ñaây, vaán ñeà xöû lyù oâ nhieãm khí thaûi, nöôùc thaûi, chaát thaûi raén töø caùc laøng ngheà vaø caùc cô sôû saûn xuaát quy moâ hoä gia ñình trôû thaønh moái quan taâm trong coâng taùc baûo veä moâi tröôøng. Ñieàu khoù khaên laø laøm theá naøo ñeå vöøa giöõ ñöôïc neùt ñaëc thuø cuûa caùc laøng ngheà noåi tieáng, vöøa ñaûm baûo chaát löôïng moâi tröôøng soáng, phaùt trieån beàn vöõng. Vieäc thieát keá heä thoáng xöû lyù chaát thaûi cho caùc cô sôû vôùi quy moâ saûn xuaát nhoû phaûi ñaûm baûo chi phí ñaàu tö, vaän haønh phuø hôïp vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa heä thoáng phaûi ñôn giaûn ñeå coù theå nhaân roäng moâ hình xöû lyù. Beân caïnh bieän phaùp xöû lyù chaát thaûi caàn keát hôïp cuøng vôùi vieäc aùp duïng saûn xuaát saïch vaø taùi söû duïng nhöõng chaát thaûi ñeå coâng taùc baûo veä moâi tröôøng ñaït hieäu quaû cao. Traûng Baøng ñöôïc bieát ñeán vôùi ñaëc saûn laø baùnh canh vaø baùnh traùng. Nguyeân vaät lieäu chính laø boät gaïo. ÔÛ khaép huyeän Traûng Baøng coù khoaûng 30 cô sôû xay boät gaïo lôùn nhoû vôùi quy moâ hoä gia ñình. Tuy nhieân vaán ñeà ñöôïc ñaët ra ôû ñaây laø caùc hoä saûn xuaát khoâng quan taâm ñeán vieäc xöû lyù nguoàn nöôùc thaûi höõu cô naøy. Moät phaàn nöôùc xay boät ñöôïc duøng cho gia suùc (traâu, boø) uoáng nhöng löôïng lôùn coøn laïi ñöôïc ñoå thaúng ra ngoaøi khoâng thoâng qua xöû lyù. Löôïng nöôùc thaûi naøy sau ñoù leân men gaây muøi chua khoù chòu, taïo moâi tröôøng thuaän lôïi cho caùc vi sinh vaät coù haïi phaùt trieån vaø laøm oâ nhieãm nguoàn nöôùc xung quanh. Chính vì vaäy caàn phaûi thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi naøy moät caùch hieäu quaû, kinh teá ñeå caùc hoä xay boät deã daøng aùp duïng, qua ñoù goùp phaàn giaûm oâ nhieãm moâi tröôøng, ñoàng thôøi taïo ñieàu kieän ñeå laøng ngheà phaùt trieån beàn vöõng. Ñaây cuõng chính laø muïc tieâu cuûa ñoà aùn toát nghieäp naøy. I.2. Muïc tieâu cuûa ñeà taøi Thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho cô sôû xay boät quy moâ hoä gia ñình taïi aáp Loäc Höng, Traûng Baøng, Taây Ninh. I.3. Phöông phaùp nghieân cöùu Phöông phaùp laáy maãu vaø phaân tích maãu: Maãu nöôùc thaûi ñöôïc laáy taïi cô sôû xay boät cuûa gia ñình oâng Leâ Vaên Chaâu. Maãu nöôùc thaûi ñöôïc laáy töø nguoàn nöôùc thaûi ra trong quaù trình saûn xuaát. Nöôùc thaûi ñöôïc baûo quaûn trong 2 can nhöïa 2 lít vaø ñöôïc phaân tích taïi phoøng Coâng ngheä hoaù moâi tröôøng – Vieän Coâng ngheä hoaù hoïc. Maãu nöôùc thaûi ñöôïc laáy ñeå phaân tích caùc chæ tieâu oâ nhieãm COD, BOD5, SS, N_NH3 vaø Ptoång. Chæ tieâu pH ñöôïc ño taïi nôi laáy maãu, coøn caùc chæ tieâu COD, BOD5, SS, N_NH3 vaø Ptoång ñöôïc phaân tích taïi phoøng Coâng ngheä hoaù moâi tröôøng – Vieän Coâng ngheä hoaù hoïc. Moãi chæ tieâu coù phöông phaùp phaân tích khaùc nhau ñöôïc quy ñònh cuï theå trong caùc TCVN. Phöông phaùp naøy ñöôïc aùp duïng ñeå xaùc ñònh caùc chæ tieâu oâ nhieãm ñaàu vaøo, phuïc vuï cho vieäc phaân tích thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi saûn xuaát. Töø ñoù ñöa ra phöông phaùp xöû lyù thích hôïp. Phöông phaùp toång hôïp taøi lieäu Nhöõng taøi lieäu ñöôïc toång hôïp laø nhöõng taøi lieäu lieân quan đến caùc phương phaùp xöû lyù nöôùc thaûi, ñaëc bieät laø caùc phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc vaø caùc coâng trình aùp duïng cho xöû lyù nöôùc thaûi höõu cô; taøi lieäu lieân quan ñeán caùc loaïi vaät lieäu loïc; taøi lieäu veàø caùc TCVN; taøi lieäu veà boät gaïo vaø nhöõng noäi dung lieân quan ñeán tính toaùn vaø thieát keá ñöôïc xem xeùt vaø hoïc hoûi ñeå aùp duïng. Döïa treân cô sôû nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc ñöa ra sô ñoà coâng ngheä xöû lyù vaø caùc nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa caùc coâng trình ñôn vò. Phöông phaùp naøy ñöôïc aùp duïng trong chöông III vaø IV cuûa ñoà aùn toát nghieäp. I.4. Noäi dung cuûa ñeà taøi Khaûo saùt caùc nguoàn nöôùc thaûi, löu löôïng nöôùc thaûi, thaønh phaàn tính chaát nöôùc thaûi, nguoàn tieáp nhaän nöôùc thaûi. Toång quan veà caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi, caùc coâng ngheä ñaõ aùp duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi cuûa ngaønh saûn xuaát tinh boät. Ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi phuø hôïp vôùi ñieàu kieän cuûa cô sôû. Tính toaùn, thieát keá caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi cho cô sôû, boá trí caùc coâng trình ñoù vaøo maët baèng xöû lyù chung trong cô sôû. CHÖÔNG II TOÅNG QUAN VEÀ CÔ SÔÛ XAY BOÄT AÁP LOÄC HÖNG, TRAÛNG BAØNG II.1. Giôùi thieäu veà cô sôû xay boät II.1.1. Quaù trình hình thaønh vaø phaùt trieån Cô sôû xay boät thuoäc gia ñình oâng Leâ Vaên Chaâu (Aáp Loäc Höng, xaõ Ñoân Thuaän, Traûng Baøng – Taây Ninh) vôùi dieän tích ñaát khoaûng 400m2. Nhöõng ngöôøi laøm vieäc ôû ñaây toaøn laø ngöôøi nhaø vaø theo ngheà ñaõ laâu. Côû sôû xay boät gaïo ñöôïc hình thaønh töø naêm 1999 vôùi quy moâ hoä gia ñình. Cô sôû xay gaïo thaønh boät theo yeâu caàu cuûa khaùch haøng. Boät gaïo töôi thöôøng duøng ñeå laøm caùc loaïi baùnh: baùnh beøo, baùnh ít, baùnh xeøo, baùnh khoït, baùnh canh, baùnh öôùt, baùnh hoûi, buùn vaø laøm baùnh traùng. Luùc ñaàu chæ laø moät cô sôû xay boät nhoû vôùi moät coái xay gaïo vaø khaùch haøng chuû yeáu laø nhöõng ngöôøi laøm baùnh vaø saûn xuaát baùnh traùng trong xoùm. Ñeán naêm 2004, cô sôû môû roäng keát hôïp vieäc xay boät vaø saûn xuaát buùn, baùnh canh cho caùc tieäm aên trong aáp Loäc Höng vaø boû moái ôû chôï gaàn nhaø. Ñeán nay, cô sôû ñaõ laø nôi cung caáp cho gaàn 100 quaùn aên lôùn nhoû vaø boû moái cho khoaûng 15 khaùch haøng baùn ôû caùc chôï. II.1.2. Quy moâ saûn xuaát Cô sôû coù hai coái xay gaïo, hai maùy eùp sôïi vaø nhieàu ray laøm ñaëc boät sau khi xay. Cô sôû chuû yeáu hoaït ñoäng 10 giôø moãi ngaøy vaø chia laøm 2 ca luaân phieân ñeå theo kòp caùc buoåi chôï vaø luoân coù buùn vaø baùnh canh môùi cho caùc quaùn aên. ÔÛ moãi ca, coâng ñoaïn saûn xuaát haàu nhö gioáng nhau. Ca 3h – 8h: töø 3h – 5h laø laøm buùn vaø baùnh canh vôùi boät ñaõ ñöôïc uû ñeå giao haøng cho khaùch haøng vaø töø 5h – 8h thì xay boät vaø laøm boät cho ca sau vaø xay boät cho caùc khaùch haøng coù yeâu caàu. Ca 13h – 18h cuõng laøm vieäc töông töï nhö treân. Cô sôû xay boät cho hôn 100 khaùch haøng quen thuoäc, vaø moãi ngaøy saûn xuaát 2500 – 3000 kg buùn, baùnh canh vaø khoaûng 100kg boät töôi cho nhöõng ngöôøi coù nhu caàu. II.2. Nguyeân vaät lieäu vaø coâng ngheä saûn xuaát buùn, baùnh canh II.2.1. Nguyeân vaät lieäu Thaønh phaàn chính laø gaïo ñöôïc vo vaø ngaâm trong 10h, sau ñoù laø xay gaïo thaønh boät. Töø boät töôi naøy coù theå cheá bieán thaønh nhieàu saûn phaåm khaùc. Phuï gia neáu coù thì chuû yeáu laø muoái. II.2.2. Coâng ngheä saûn xuaát buùn, baùnh canh Nguyeân vaät lieäu chính laø gaïo ñöôïc ñem vo saïch vaø ngaâm ngaäp nöôùc trong khoaûng 8 ¸ 10h. Gaïo sau khi ngaâm ñöôïc boû vaøo coái xay cuøng vôùi löôïng nöôùc ñaõ ngaâm xay thaønh boät gaïo loûng. Boät gaïo vöøa xay ôû treân ñöôïc boû vaøo caùi raây vaûi ñeå taùch tinh boät ra khoûi nöôùc thaønh boät ñaëc seät. Boät gaïo ñöôïc boû vaøo bao vaûi (caùi boøng) vaø moät ít muoái ñem nhoài thaønh khoái boät deõo mòn vaø ñöôïc uû trong khoaûng 4h. Khoái boät ñaõ ñöôïc uû ñöôïc laáy ra khoûi caùi boøng vaø nhoài tieáp cho ñeán khi boät trôû neân dai vaø mòn maøng. Tieáp theo khoái boät naøy seõ ñöôïc cho vaøo maùy eùp sôïi (tuøy theo saûn phaåm laø buùn hay baùnh canh maø ñöôøng kính cuûa baûng eùp sôïi laø khaùc nhau). Sôïi ñöôïc eùp seõ ñi thaúng vaøo noài luoäc (nöôùc luoân giöõ ôû nhieät ñoä 1000C) ñeå laøm chín. Duøng vôït ñeå vôùi löôïng sôïi ra xaû qua vôùi nöôùc laïnh, sau ñoù ñöôïc laøm raùo vaø boû vaøo thuùng coù ñöïng laù chuoái saïch ñeå baûo quaûn vaø phaân phoái. Sau khi vo gaïo, ngaâm gaïo ngaäp trong nöôùc 10h Xay gaïo Boät gaïo töôi Laøm ñaëc boät qua raây Boät ña õñöôïc laøm ñaëc Muoái Nhoài boät thaønh khoái deõo, mòn Boät deõo, mòn UÛ boät Boät ñaõ ñöôïc uû Sôïi buùn Sôïi baùnh canh Maùy eùp thaønh sôïi buùn Maùy eùp thaønh sôïi baùnh canh Noài luoäc buùn Noài luoäc baùnh canh Buùn Baùnh canh Saûn phaåm Xaû vôùi nöôùc laïnh Sô ñoà 1: Sô ñoà coâng ngheä saûn xuaát buùn, baùnh canh II.3. Saûn phaåm vaø thò tröôøng tieâu thuï II.3.1. Saûn phaåm Boät töôi ( gaïo ngaâm sau khi xay) Boät gaïo töôi (ñaõ ñöôïc coâ ñaëc) Buùn Baùnh canh II.3.2. Thò tröôøng tieâu thuï Boät töôi vaø boät gaïo töôi thöôøng laøm theo yeâu caàu cuûa khaùch, vì thoâng thöôøng khaùch haøng töï ngaâm gaïo vaø mang ñi xay. Boät töôi vaø boät gaïo cuõng ñöôïc nhieàu khaùch haøng laø nhöõng ngöôøi chuyeân laøm baùnh (baùnh beøo, baùnh xeøo, baùnh ít, baùnh khoït) ñaët saün. Moät soá cô sôû saûn xuaát baùnh traùng trong aáp cuõng ñaët cô sôû xay boät naøy laøm boät töôi cho hoï. Thò tröôøng tieâu thuï buùn vaø baùnh canh raát lôùn. Nhöõng quaùn aên lôùn nhoû trong khu vöïc aáp Loäc Höng ñeàu laáy buùn vaø baùnh canh nôi ñaây vì chaát löôïng cuõng nhö giaù caû laøm moïi ngöôøi haøi loøng. Nhöõng nôi xa hôn nhö ôû thò traán thì ñöôïc cô sôû chôû ñeán. Vieäc boû moái cho khaùch haøng baùn laïi ôû chôï cuõng raát nhieàu. Saûn phaåm buùn thì ñöôïc baùn vôùi soá löôïng nhieàu hôn vì noù thöôøng xuyeân coù maët trong caùc ñaùm tieäc vaø moïi ngöôøi cuõng deã cheá bieán nhieàu moùn aên vôùi buùn hôn. II.4. Vaán ñeà gaây oâ nhieãm moâi tröôøng cuûa cô sôû II.4.1. OÂ nhieãm do nöôùc thaûi Vaán ñeà gaây oâ nhieãm trong ngaønh naøy chuû yeáu laø nöôùc thaûi. Chính löôïng nöôùc thaûi chöùa nhieàu chaát höõu côù deã phaân huyû (tinh boät) khoâng ñöôïc xöû lyù bò vi sinh vaät phaân huyû taïo muøi chua vaø trôû thaønh moâi tröôøng thuaän lôïi cho caùc vi sinh vaät coù haïi phaùt trieån. Löôïng nöôùc thaûi naøy khoâng chæ gaây oâ nhieãm nguoàn nöôùc maø coøn aûnh höôûng ñeán chaát löôïng khoâng khí (do nöôùc thaûi ñeå laâu bò vi sinh vaät phaân huyû leân men chua), laø nôi saûøn sinh cuûa ruoài, muoãi vaø moät soá coân truøng coù haïi khaùc. Nöôùc thaûi ñöôïc xaû ra ao hoà töï thaám sau nhaø neân ao nöôùc luoân bò öù ñoïng vaø ngaøy caøng trôû neân oâ nhieãm. II.4.2. Hieän traïng moâi tröôøng cuûa cô sôû Tieáng oàn töø coái xay vaø maùy eùp sôïi khoâng ñöôïc quan taâm. Do cô sôû hoaït ñoäng 2 ca (3h ¸ 8h vaø 13h ¸ 18h) ñaõ laøm phieàn nhieàu hoä xung quanh. Vôùi quy moâ saûn xuaát töông ñoái lôùn nhaát trong khu vöïc vaø löôïng nöôùc thaûi saûn xuaát trung bình khoaûng 17m3/ngaøy khoâng thoâng qua xöû lyù ñaõ gaây oâ nhieãm khaù roäng. Nöôùc thaûi cuûa cô sôû qua möông daãn töï taïo vaø thaûi thaúng vaøo ao hoà sau nhaø laøm ao nöôùc bò oâ nhieãm vaø coù hieän töôïng cheát daàn. Nöôùc thaûi chöùa löôïng höõu cô cao bò vi sinh vaät phaân huûy leân men gaây muøi chua laøm nhieàu hoä chung quanh phaøn naøn vì muøi khoù chòu nhaát laø vaøo muøa naéng thì muøi caøng naëng hôn; coøn muøa möa thì nöôùc bò öù ñoïng, leâng laùng xung quanh. Ao nöôùc oâ nhieãm trôû thaønh nôi cho muoãi ñeû tröùng gaây ra beänh soát xuaát huyeát, laø nôi truù aån cuûa caùc vi sinh vaät coù haïi phaùt trieån laø nguoàn gaây neân caùc dòch beänh nguy hieåm. CHÖÔNG III TOÅNG QUAN CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI III.1. Phöông phaùp cô hoïc Laø duøng caùc bieän phaùp cô hoïc ñeå loaïi boû caùc taïp chaát khoâng hoøa tan chöùa trong nöôùc thaûi nhö: SS, caùt, raùc, daàu môõ, chaát noåi. Caùc coâng trình söû duïng bieän phaùp cô hoïc trong xöû lyù nöôùc thaûi nhö: III.1.1. Song chaén raùc Nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát coù kích thöôùc lôùn (chuû yeáu laø raùc) tröôùc khi daãn nöôùc thaûi vaøo heä thoáng xöû lyù. Song laøm baèng saét troøn hoaëc vuoâng, hai thanh caùch nhau khoaûng 60 – 100 mm ñoái vôùi nhöõng vaät thoâ vaø 10 – 25 mm ñoái vôùi vaät coù kích thöôùc nhoû, ñaët nghieâng theo doøng chaûy 1 goùc 60 – 750. Tröôùc song chaén raùc coù theå laép ñaët theâm maùy nghieàn ñeå nghieàn nhoû caùc taïp chaát. III.1.2. Caùc loaïi beå laéng Laéng laø moät quaù trình quan troïng trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi vaø thöôøng ñöôïc öùng duïng ñeå taùch caùc chaát raén ra khoûi nöôùc thaûi döï treân nguyeân taéc söï khaùc nhau veà troïng löôïng giöõa caùc haït caën vaø nöôùc. Beå laéng caùt Beå laéng caùt laøm nhieäm vuï giöõ laïi caùc taïp chaát voâ cô chuû yeáu laø caùt chöùa trong nöôùc thaûi. Beå laéng caùt thöôøng ñaët sau song chaén, löôùi chaén vaø ñaët tröôùc beå ñieàu hoøa löu löôïng, chaát löôïng nöôùc vôùi nhieäm vuï laø loaïi boû caën thoâ, naëng nhö caùt, soûi, maûnh vôõ thuûy tinh, maûnh kim loaïi, tro taøn, than vuïn, voû tröùng v.v… theo nguyeân taéc laéng troïng löïc nhaèm baûo veä caùc thieát bò cô khí deã maøi moøn, giaûm caën naëng ôû caùc coâng ñoaïn xöû lyù sau. Caën laéng trong beå laéng caùt laù caùc haït phaân taùn, coù kích thöôùc vaø vaän toác laéng thay ñoåi trong suoát quaù trình laéng, khoâng phuï thuoäc vaøo noàng ñoä caùc haït. Tuøy theo ñaëc tính cuûa doøng chaûy, ta coù theå phaân loaïi beå laéng caùt nhö sau: beå laéng caùt ngang nöôùc chaûy thaúng, chaûy voøng ; beå laéng caùt ñöùng nöôùc daâng töø döôùi leân ; beå laéng caùt nöôùc chaûy xoaén oác. Beå laéng ñôït I Töông töï nhö beå laéng caùt, beå laéng I coù nhieäm vuï taùch caùc haït caën lô löûng coù trong nöôùc döïa treân nguyeân taéc troïng löïc. Caën laéng cuûa beå laéng ñôït I laø loaïi caën coù beà maët thay ñoåi, coù khaû naêng keát dính vaø keo tuï vôùi nhau trong suoát quaù trình laéng laøm cho kích thöôùc vaø vaän toác laéng cuûa caùc boâng caën thay ñoåi theo chieàu cao laéng hoaëc boâng caën coù khaû naêng lieân keár vaø coù noàng ñoä lôùn treân 1000 mg/l. Caên cöù theo chieàu nöôùc chaûy trong beå, ngöôøi ta phaân bieät thaønh caùc daïng beå laéng sau: Beå laéng ngang : Nöôùc chaûy vaøo beå theo phöông ngang töø ñaàu beå ñeán cuoái beå.Beå laéng ngang coù maët baèng hình chöõ nhaät. Beå laéng ñöùng : Nöôùc chaûy vaøo beå theo phöông thaúng ñöùng töø döôùi ñaùy beå leân. Beå laéng ñöùng coù maët baèng hình troøn Beå laéng Radian: Nöôùc chaûy vaøo beå theo höôùng töø trung taâm ra qua thaønh beå hoaëc coù theå ngöôïc laïi. Trong tröôøng hôïp thöù nhaát ta goïi laø beå laéng ly taâm, tröôøng hôïp thöù hai goïi laø beå laéng höôùng taâm. Thoâng thöôøng, ta thöôøng goäp chung beå laéng caùt vaøo beå laéng ñôït I thaønh moät coâng trình vì beå laéng ñôït I hoaøn toaøn coù khaû naêng laéng caën cuûa beå laéng caùt. III.1.3. Beå ñieàu hoøa Löu löôïng vaø chaát löôïng nöôùc thaûi töø heä thoáng coáng thu gom chaûy veà traïm xöû lyù thöôøng xuyeân dao ñoäng theo caùc giôø trong ngaøy. Khi heä soá khoâng ñieàu hoøa K ³ 1,4 thì xaây döïng beå ñieàu hoøa ñeå caùc coâng trình xöû lyù laøm vieäc vôùi löu löôïng ñeàu trong ngaøy seõ kinh teá hôn. Coù 2 loaïi beå ñieàu hoøa: Beå ñieàu hoøa löu löôïng vaø chaát löôïng naèm tröïc tieáp treân ñöôøng chuyeån ñoäng cuûa doøng chaûy. Beå ñieàu hoøa löu löôïng laø chuû yeáu, coù theå naèm tröïc tieáp treân ñöôøng vaän chuyeån cuûa doøng chaûy hoaëc naèm ngoaøi ñöôøng ñi cuûa doøng chaûy. Tuøy theo ñieàu kieän ñaát ñai vaø chaát löôïng nöôùc thaûi, khi maïng coáng thu gom laø maïng coáng chung thì ta thöôøng aùp duïng beå ñieàu hoøa löu löôïng ñeå tích tröõ ñöôïc löôïng nöôùc sau côn möa. ÔÛ caùc maïng thu gom laø heä thoáng coáng rieâng vaø ôû nhöõng nôi coù chaát löôïng nöôùc thaûi thay ñoåi, ta thöôøng aùp duïng beå ñieàu hoøa caû löu löôïng vaø chaát löôïng. Beå ñieàu hoøa thöôøng ñaët tröôùc beå laéng ñôït I. Ñeå ñaûm baûo chöùc naêng ñieàu hoøa löu löôïng vaø chaát löôïng nöôùc thaûi, ta caàn boá trí trong beå heä thoáng, thieát bò khuaáy troän ñeå san baèng noàng ñoä caùc chaát baån cho toaøn boä theå tích nöôùc thaûi coù trong beå vaø ñeå ngaên ngöøa caëng laéng, pha loaõng noàng ñoä caùc chaát ñoäc haïi neáu coù nhaèm loaïi tröø hieän töôïng bò soác veà chaát löôïng khi ñöa nöôùc vaøo coâng trình xöû lyù sinh hoïc. Ngoaøi ra, trong beå cuõng coù theå boá trí theâm caùc thieát bò thu gom vaø xaû boït, vaùng noåi. Khi coù yeâu caàu veà ñieàu chænh ñoä pH cuûa nuôùc thaûi, ta coù theå boá trí theâm moät khoang trung hoøa ôû trong beå ñieàu hoøa hoaëc xaây thaønh moät beå trung hoøa rieâng naèm ngay phía sau beå ñieàu hoøa. III.1.4. Beå taùch daàu môõ Nöôùc thaûi cuûa moät soá xí nghieäp aên uoáng, cheá bieán bô söõa, caùc loø moå, xí nghieäp eùp daàu, v.v… thöôøng coù laãn daàu môõ. Caùc chaát naøy thöôøng nheï hôn nöôùc vaø noåi leân treân maët nöôùc. Nöôùc thaûi sau khi xöû lyù khoâng coù laãn daàu môõ môùi ñöôùc pheùp cho chaûy vaøo nguoàn tieáp nhaän. Hôn nöõa, nöôùc thaûi coù laãn daàu môõ khoâng theå xöû lyù sinh hoïc vì khi vaøo seõ laøm bít caùc loã hoång ôû vaät lieäu loïc, ôû phin loïc sinh hoïc vaø coøn laøm hoûng caáu truùc buøn hoaït tính trong beå aerotank... Ngoaøi caùch laøm caùc gaït ñôn giaûn baèng caùc taám sôïi queùt treân maët nöôùc, ngöôøi ta cheá taïo ra caùc thieát bò taùch daàu, môõ ñaët tröôùc daây chuyeàn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi. III.1.5. Loïc cô hoïc Loïc duøng trong xöû lyù nöôùc thaûi ñeå taùch caùc taïp chaát phaân taùn nhoû khoûi nöôùc maø beå laéng khoâng laéng ñöôïc III.2. Phöông phaùp hoaù lyù – hoaù hoïc Cô sôû cuûa phöông phaùp hoaù hoïc laø caùc phaûn öùng hoaù hoïc, caùc quaù trình hoaù lí dieãn ra giöõa chaát baån vôùi hoaù chaát cho theâm vaøo. Caùc phöông phaùp hoaù hoïc laø oxi hoaù, trung hoaø, keo tuï. Thöôøng nhöõng phaûn öùng xaûy ra laø phaûn öùng trung hoaø, phaûn öùng oxi hoaù – khöû , phaûn öùng taïo chaát keát tuûa hoaëc phaûn öùng phaân huyû caùc chaát ñoäc haïi. Caùc coâng trình söû duïng phöông phaùp hoùa lyù – hoùa hoïc trong xöû lyù nöôùc thaûi laø: III.2.1. Beå trung hoøa Nöôùc thaûi thöôøng coù nhöõng giaù trò pH khaùc nhau. Muoán nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù toát baèng phöông phaùp sinh hoïc phaûi tieán haønh trung hoaø vaø ñieàu chænh pH. Trung hoøa baèng caùch duøng caùc dung dòch axit hoaëc muoái axit, caùc dung dòch kieàm hoaëc oxít kieàm ñeå trung hoaø nöôùc thaûi. III.2.2. Beå keo tuï – taïo boâng Trong quaù trình laéng cô hoïc chæ taùch ñöôïc caùc haït chaát raén huyeàn phuø coù kích thöôùc lôùn > 10-2mm, coøn caùc haït nhoû hôn ôû daïng keo khoâng theå laéng ñöôïc. Ñeå laéng ñöôïc ta coù theå laøm taêng kích thöôùc caùc haït nhôø taùc duïng töông hoã giöõa caùc haït phaân taùn lieân keát vaøo caùc taäp hôïp haït ñeå coù theå laéng ñöôïc. Muoán vaäy, tröôùc heát caàn trung hoøa ñieän tích cuûa chuùng vaø keá ñeán laø lieân keát chuùng vôùi nhau. Quaù trình trung hoaø ñieän tích caùc haït ñöôïc goïi laø quaù trình ñoâng tuï, coøn quaù trình taïo thaønh caùc boâng lôùn töø caùc haït nhoû goïi laø quaù trình keo tuï. Caùc chaát ñoâng tuï thöôøng duøng trong quaù trình keo tuï – taïo boâng laø caùc muoái saét hoaëc muoái nhoâm hoaëc hoãn hôïp cuûa chuùng. Caùc muoái nhoâm goàm coù: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O. Nhöng ñöôïc söû duïng phoå bieán nhaát laø Al2(SO4)3. vì chaát naøy hoaø tan toát trong nöôùc, giaù reû vaø hieäu quaû ñoâng tuï cao ôû pH= 5 – 7,5. Caùc muoái saét duøng laøm chaát keo tuï laø Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O vaø FeCl3. Caùc phöông phaùp keo tuï coù theå laø keo tuï baèng chaát ñieän ly, keo tuï baèng heä keo ngöôïc daáu. Trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng chaát keo tuï, sau khi keát thuùc giai ñoaïn thuûy phaân caùc chaát keo tuï (pheøn nhoâm, pheøn saét), giai ñoaïn hình thaønh boâng caën baét ñaàu dieãn ra, Ñeå taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc hình thaønh boâng caën, ngöôøi ta xaây döïng caùc beå phaûn öùng vôùi muïc ñích ñaùp öùng caùc yeâu caàu cuûa cheá ñoä keo tuï toái öu. Phuï thuoäc vaøo phöông phaùp khuaáy troän, beå phaûn öùng seõ ñöôïc phaân thaønh hai loaïi: thuûy löïc vaø cô khí.Thoâng thöôøng, sau khi dieãn ra quaù trình keo tuï, nöôùc thaûi seõ ñöôïc ñöa qua beå laéng ñeå tieán haønh loaïi caùc boâng caën coù kích thöôùc lôùn môùi ñöôïc hình thaønh. Ta cuõng coù theå aùp duïng phöông phaùp keo tuï ñeå laøm trong vaø khöû maøu nöôùc thaûi vì: sau khi taïo thaønh caùc boâng caën coù kích thöôùc lôùn vaø laéng xuoáng thì nhöõng boâng caën naøy coù theå keùo theo caùc chaát phaân taùn khoâng tan gaây ñoä maøu cho nöôùc. III.2.3. Haáp phuï Phöông phaùp haáp phuï ñöôïc duøng ñeå loaïi heát caùc chaát baån hoaø tan vaøo nöôùc maø phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc cuøng caùc phöông phaùp khaùc khoâng loaïi boû ñöôïc vôùi haøm löôïng raát nhoû. Thoâng thöôøng ñaây laø caùc hôïp chaát hoøa tan coù ñoäc tính cao hoaëc caùc chaát coù muøi, vò vaø maãu raát khoù chòu. Caùc chaát haáp phuï thöôøng duøng laø: than hoaït tính, ñaát seùt hoaït tính, silicagen, keo nhoâm, moät soá chaát toång hôïp hoaëc chaát thaûi trong saûn xuaát, nhö xæ tro, xæ maït saét vv…Trong soá naøy phoå bieán nhaát laø than hoaït tính. Than hoaït tính coù hai daïng: boät vaø daïng haït ñeàu ñöôïc duøng ñeå haáp phuï. Caùc chaát höõu cô, kim loaïi naëng vaø caùc chaát maøu deã bò than haáp phuï. Löôïng chaát haáp phuï tuyø thuoäc vaøo khaû naêng haáp phuï cuûa töøng chaát vaø haøm löôïng chaát baån trong nöôùc thaûi. Phöông phaùp naøy coù theå haáp phuï ñöôïc 58 – 95% caùc chaát höõu cô vaø maøu. Ñaõ coù nhöõng öùng duïng duøng than hoaït tính haáp phuï thuyû ngaân vaø nhöõng thuoác nhuoäm khoù phaân huyû nhöng toán keùm laøm cho quaù trình khoâng kinh teá. Ñeå loaïi boû kim loaïi naëng, caùc chaát höõu cô, voâ cô ñoäc haïi ngöôøi ta duøng than buøn ñeå haáp phuï vaø nuoâi beøo taây treân maët hoà. III.2.4. Beå tuyeån noåi Phöông phaùp tuyeån noåi döïa treân nguyeân taéc: caùc phaân töû phaân taùn trong nöôùc coù khaû naêng töï laéng keùm, nhöng coù khaûn naêng keát dính vaøo caùc boït khí noåi leân treân beà maët nöôùc. Sau ñoù ngöôøi ta taùch caùc boït khí cuøng caùc phaân töû dính ra khoûi nöôùc. Thaät chaát ñaây laø quaù trình taùch boït hoaëc laøm ñaëc boït. Trong moät soá tröôøng hôïp, quaù trình naøy cuõng ñöôïc duøng ñeå taùch caùc chaát hoøa tan nhö caùc chaát hoaït ñoäng beà maët. Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän nhôø thoåi khoâng khí thaønh boït nhoû vaøo trong nöôùc thaûi. Caùc boït khí dính caùc haït lô löûng laéng keùm vaø noåi leân maët nöôùc. Khi noåi leân caùc boït khí hôïp thaønh boâng haït ñuû lôùn, roài taïo thaønh moät lôùp boït chöùa nhieàu caùc haït baån. Tuyeån noåi boït nhaèm taùch caùc chaát lô löûng khoâng tan. Thöôøng aùp duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò. Coù theå keáp hôïp tuyeån noåi trong beå ñieàu hoøa. Coù hai hình thöùc tuyeån noåi: Suïc khí ôû aùp suaát khí quyeån goïi laø tuyeån noåi baèng khoâng khí. Baõo hoaø khoâng khí ôû aùp suaát khí quyeån sau ñoù thoaùt khí ra khoûi nöôùc ôû aùp suaát chaân khoâng, goïi laø tuyeån noåi chaân khoâng. Tuyeån noåi laø phöông phaùp ñöôïc aùp duïng töông ñoái roäng raõi nhaèm loaïi boû caùc taïp chaát khoâng tan vaø khoù laéng. Trong nhieàu tröôøng hôïp, tuyeån noåi coøn ñöôïc söû duïng ñeå taùch caùc chaát tan nhö chaát hoaït ñoäng beà maët.Tuyeûn noåi ñöôïc aùp duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi cuûa nhieàu ngaønh saûn xuaát nhö: cheá bieán daàu moû, tô sôïi nhaân taïo, giaáy xenluloâ, da, hoùa chaát, thöïc phaåm, cheá taïo maùy.Trong nöôùc thaûi cheá bieán thuûy saûn, phöông phaùp tuyeån noåi thöôøng ñöôïc aùp duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coù chöùa caùc chaát lô löûng vaø môõ thuûy saûn, ñaëc bieät laø cheá bieán caùc pasa, loaïi boû chaát beùo tröôùc khi qua giai ñoaïn xöû lyùkhaùc. Hôn nöõa, noù coøn ñöôïc duøng ñeå taùch buøn hoaït tính sau khi xöû lyù hoùa sinh. Baûn chaát cuûa quaù trình tuyeån noåi ngöôïc laïi vôùi quaù trình laéng vaø cuõng ñöôïc aùp duïng trong tröôøng hôïp quaù trình laéng xaûy ra raát chaäm hoaëc raát khoù thöïc hieän. Caùc chaát lô löûng nhö daàu, môõ seõ ñöôïc noåi leân treân beà maët cuûa nöôùc thaûi döôùi taùc duïng naâng cuûa caùc boït khí, taïo thaønh lôùp boït coù noàng ñoä taïp chaát cao hôn trong nöôùc ban ñaàu. Hieäu quaû phaân rieâng baèng tuyeån noåi phuï thuoäc kích thöôùc vaø soá löôïng bong boùng khí.Kích thöôùc toái öu cuûa bong boùng khí laø 15 ¸ 30mm. Ñeå coù kích thöôùc boït oån ñònh trong quaù trình tuyeån noåi, ngöôøi ta duøng caùc chaát taïo boït. Chaát taïo boït coù theå laø daàu thoâng, phenol, ankyl, sunfat-natri, cresol CH3C6H4OH. Ñieàu caàn löu yù laø troïng löôïng cuûa haït khoâng ñöôïc lôùn hôn löïc keát dính vôùi boït khí vaø löïc naâng cuûa boït khí. Kích thöôùc haït ñeå tuyeån noåi hieäu quaû phuï thuoäc troïng löôïng rieâng cuûa haït vaø baèng 0,2 ¸ 1,5mm. Coù nhieàu daïng tuyeån noåi ñeå xöû lyù nöôùc thaûi bao goàm: tuyeån noåi vôùi söï taùch khoâng khí töø dung dòch, tuyeån noåi vôùi vieäc cho thoâng khí qua vaät lieäu xoáp, tuyeån noåi hoùa hoïc, tuyeån noåi ñieän, tuyeån noåi vôùi söï phaân taùch khoâng khí baèng cô khí. III.2.5. Beå tieáp xuùc / Beå khöû truøng Duøng caùc hoaù chaát coù tính ñoäc ñoái vôùi vi sinh vaät taûo, ñoäng vaät nguyeân sinh, giun, saùn… ñeå laøm saïch nöôùc, ñaûm baûo tieâu chuaån veä sinh tröôùc khi xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän hoaëc taùi söû duïng. Hoaù chaát söû duïng ñeå khöû khuaån phaûi ñaûm baûo coù tính ñoäc ñoái vôùi vi sinh vaät trong moät thôøi gian nhaát ñònh, sau ñoù phaûi ñöôïc phaân huyû hoaëc bay hôi, khoâng coøn dö löôïng gaây ñoäc cho ngöôøi söû duïng hoaëc vaøo caùc muïc ñích söû duïng khaùc. Caùc chaát khöû khuaån thöôøng duøng nhaát laø khí hoaëc nöôùc clo, nöôùc javel, voâi clorua. Trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi, coâng ñoaïn khöû khuaån thöôøng ñöôïc ñaët ôû cuoái coâng trình tröôùc khi nöôùc ñöôïc xaû ra nguoàn tieáp nhaän. Nöôùc thaûi sau khi xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc coøn coù theå chöùa khoaûng 105 ñeán 106 vi khuaån trong 1ml. Haàu heát caùc loaïi vi khuaån coù trong nöôùc thaûi khoâng phaûi laø vi truøng gaây beänh, nhöng khoâng loaïi tröø khaû naêng toàn taïi moät vaøi loaïi vi khuaån gaây beänh naøo ñoù. Neáu xaû nöôùc thaûi ra nguoàn caáp nöôùc, hoà nuoâi caù thì khaû naêng lan truyeàn beänh seõ raát lôùn. Do vaäy, caàn phaûi coù bieän phaùp tieät truøng nöôùc thaûi tröôùc khi xaû ra nguoàn tieáp nhaän. Caùc phöông phaùp khöû truøng nöôùc thaûi phoå bieán hieän nay laø: Duøng clo hôi qua thieát bò ñònh löôïng clo. Duøng Hypoclorit – canxi daïng boät – Ca(ClO)2 – hoaø tan trong thuøng dung dòch 3¸ 5% roài ñònh löôïng vaøo beå khöû truøng. Duøng HypocloritNatri, nöôùc javel (NaClO). Duøng Ozone ñöôïc saûn xuaát töø khoâng khí do maùy taïo Ozone ñaët trong nhaø maùy xöû lyù nöôùc thaûi. Ozone saûn xuaát ra ñöôïc daãn ngay vaøo beå khöû truøng. Duøng tia cöïc tím (UV) do ñeøn thuûy ngaân aùp löïc thaáp saûn sinh ra. Ñeøn phaùt tia cöïc tím ñaët ngaäp trong beå khöû truøng coù nöôùc thaûi chaûy qua. Töø tröôùc ñeán nay, phöông phaùp khöû truøng nöôùc thaûi baèng Clo hôi hay caùc hôïp chaát cuûa Clo thöôøng ñöôïc söû duïng phoå bieán vì clo laø hoùa chaát ñöôïc caùc ngaønh coâng nghieäp duøng nhieàu, coù saün treân thò tröôøng vôùi giaù thaønh chaáp nhaän ñöôïc, hieäu quaû tieät truøng cao. Tuy nhieân, nhöõng naêm gaàn ñaây, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ ñöa ra khuyeán caùo neân haïn cheá duøng Clo ñeå tieät truøng nöôùc thaûi vì caùc lyù do sau: Löôïng clo dö (khoaûng 0,5 mg/l) trong nöôùc thaûi ñeå ñaûm baûo söï an toaøn vaø oån ñònh cho quaù trình tieät truøng seõ gaây haïi ñeán caù vaø caùc sinh vaät nöôc coù ích khaùc. Clo keát hôïp vôùi hydrocacbon thaønh caùc hôïp chaát coù haïi cho moâi tröôøng soáng. ÔÛ caùc nöôùc tieân tieán, ngöôøi ta ñang thay daàn Clo baèng Ozone laøm chaát tieät truøng nöôùc thaûi vaø ñang nghieân cöùu aùp duïng saùt truøng baèng thieát bò phaùt tia cöïc tím. Tuy nhieân ,hai phöông phaùp naøy coù chi phí xöû lyù raát cao. Khi choïn phöông phaùp khöû truøng baèng clo, ta caàn coù caùc coâng trình ñôn vò nhö : traïm cloratô (khi duøng clo hôi) hoaëc traïm clorua voâi (khi duøng clorua voâi), beå troän, beå tieáp xuùc. Traïm cloratô hoaëc traïm clorua voâi laø nôi ñieàu cheá dung dòch nöôùc clo hoaëc clorua voâi. Beå troän duøng ñeå xaùo troän dung dòch clo vôùi nöôùc thaûi, beå tieáp xuùc coù nhieäm vuï duy trì thôøi gian tieáp xuùc caàn thieát giöõa dung dòch clo vôùi nöôùc thaûi. III.3. Phöông phaùp sinh hoïc Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc laø vieäc söû duïng khaû naêng soáng vaø hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät ñeå phaân huûy caùc chaát baån höõu cô trong nöôùc thaûi. Caùc vi sinh vaät söû duïng moät soá hôïp chaát höõu cô vaø moät soá chaát khoaùng laøm nguoàn dinh döôõng vaø taïo ra naêng löôïng. Trong quaù trình dinh döôõng chuùng nhaän ñöôïc caùc chaát laøm vaät lieäu xaây döïng teá baøo, sinh tröôûng vaø sinh saûn neân khoái löôïng sinh khoái ñöôïc taêng leân. Phöông phaùp sinh hoïc thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå laøm saïch hoaøn toaøn caùc loaïi nöôùc thaûi coù chöùa caùc chaát höõu cô hoøa tan hoaëc caùc chaát phaân taùn nhoû, keo.Do vaäy, phöông phaùp naøy thöôøng duøng sau khi loaïi caùc taïp chaát phaân taùn thoâ ra khoûi nöôùc thaûi baèng caùc quaù trình ñaõ trình baøy ôû phaàn treân.Ñoái vôùi caùc chaát voâ cô chöùa trong nöôùc thaûi thì phöông phaùp naøy duøng ñeå khöû chaát sulfit, muoái amon, nitrat – töùc laø caùc chaát chöa bò oxy hoùa hoaøn toaøn. Saûn phaåm cuoái cuøng cuûa quaù trình phaân huûy sinh hoùa caùc chaát baån seõ laø: khí CO2, nitô, nöôùc, ion sulfate, sinh khoái… . Cho ñeán nay, ngöôøi ta ñaõ bieát nhieàu loaïi vi sinh vaät coù theå phaân huûy taát caû caùc chaát höõu cô coù trong thieân nhieân vaø raát nhieàu chaát höõu cô toång hôïp nhaân taïo. Do vi sinh vaät ñoùng vai troø chuû yeáu trong quaù trình xöû lyù sinh hoïc neân caên cöù vaøo tính chaát, hoaït ñoäng vaø moâi tröôøng soáng cuûa chuùng, ta coù theå chia phöông phaùp sinh hoïc thaønh 3 daïng chính nhö sau: III.3.1. Xöû lyù sinh hoïc trong moâi tröôøng hieáu khí Quaù trình hieáu khí döïa treân nguyeân taéc laø vi sinh vaät hieáu khí phaân huûy caùc chaát höõu cô trong ñieàu kieän coù oxy hoøa tan theo phöông trình sau: Chaát höõu cô + O2 Vi khuaån O2 + NH3 + C5H7NO2 + caùc saûn phaåm khaùc. Ngoaøi vieäc phaân huûy caùc chaát höõu cô ñeå taïo ra teá baøo môùi, vi sinh vaät coøn thöïc hieän quaù trình hoâ haáp noäi sinh ñeå taïo ra naêng löôïng theo phöông trình: C5H7NO2 + 5O2 vi khuaån 5CO2 + 2H2O + NH3 + naêng löôïng. Caùc vi sinh vaät ôû treân ñöôïc goïi laø buøn hoaït tính. Chuùng töï sinh ra khi ta thoåi khoâng khí vaøo nöôùc thaûi. Veà khoái löôïng, buøn hoaït tính ñöôïc tính baèng khoái löôïng chaát bay hôi coù trong toång haøm löôïng buøn (caën khoâ) ñoâi khi coøn goïi laø sinh khoái. Ta coù theå aùp duïng nhieàu quaù trình khaùc nhau khi xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc trong moâi tröôøng hieáu khí III.3.1.1. Quaù trình taêng tröôûng hieáu khí lô löûng: Ñaây laø quaù trình vi sinh vaät phaùt trieån vaø taêng tröôûng trong caùc boâng caën buøn hoaït tính ôû traïng thaùi lô löûng trong nöôùc ôû caùc beå xöû lyù sinh hoïc. Beå sinh ho._.ïc naøy luoân caàn phaûi ñöôïc laøm thoaùng ñeå cung caáp ñaày ñuû oxy cho vi sinh vaät tieán haønh quaù trình phaân huûy chaát höõu cô vaø phaùt trieån. Ngoaøi beå sinh hoïc, ta cuõng caàn phaûi boá trí theâm beå laéng ñeå taùch caùc boâng buøn hoaït tính ra khoûi nöôùc, tuaàn hoaøn moät phaàn buøn trôû laïi beå sinh hoïc nhaèm duy trì noàng ñoä buøn caàn thieát trong beå sinh hoïc vaø xaû boû bôùt löôïng buøn thöøa sinh ra trong quaù trình phaùt trieån. Trong moät soá tröôøng hôïp, ta cuõng coù theå goäp chung 2 beå sinh hoïc vaø laéng thaønh moät coâng trình duy nhaát. Khi ñoù, ta khoâng caàn phaûi tuaàn hoaøn buøn maø chæ phaûi xaû buøn. Caáp khí Beå sinh hoïc Beå laéng Buøn tuaàn hoaøn Buøn xaû Sô ñoà 2: Sô ñoà heä thoáng xuû lyù nöôùc thaûi theo quaù trình taêng tröôûng lô löûng Theo sô ñoà 2, buøn ñöôïc xaû töø treân ñöôøng tuaàn hoaøn buøn veà beå sinh hoïc. Tuy nhieân, ta cuõng coù theå xaû buøn tröïc tieáp töø beå sinh hoïc. III.3.1.2. Quaù trình taêng tröôûng hieáu khí dính baùm Laø quaù trình xöû lyù sinh hoïc trong ñoù quaàn theå vi sinh vaät hoaït ñoäng ñeå chuyeån hoùa caùc chaát höõu cô vaø caùc thaønh phaàn khaùc trong nöôùc thaûi thaønh khí vaø voû teá baøo ñöôïc dính baùm vaøo moät vaøi giaù theå daïng taám hoaëc haït coù tính trô nhö : haït nhöïa, soûi, xæ, saønh… , ñoâi khi coøn goïi laø caùc maøng vi sinh vaät ñöôïc boá trí trong beå sinh hoïc. Sô ñoà heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi theo quaù trình vi sinh dính baùm cuõng gaàn gioáng nhö sô ñoà xöû lyù theo quaù trình taêng tröôûng lô löûng, chæ khaùc laø thay vì tuaàn hoaøn buøn nhö hình 2.1thì sô ñoà xöû lyù naøy seõ tuaàn hoaøn laïi moät phaàn nöôùc ñaõ qua xöû lyù nhaèm giaûm bôùt möùc ñoä oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi ñaàu vaøo, traùnh hieän töôïng quaù taûi xaûy ra vaø giuùp giöõ cho lôùp maøng vi sinh luoân trong ñieàu kieän aåm öôùt. Beå loïc sinh hoïc Nöôùc vaøo Nöôùc ra Beå laéng Nöôùc tuaàn hoaøn Caáp khí Sô ñoà 3: Sô ñoà heä thoáng xuû lyù nöôùc thaûi theo quaù trình vi sinh dính baùm Caùc daïng beå loïc sinh hoïc thöôøng hay söû duïng nhö : Beå loïc sinh hoïc nhoû gioït, beå loïc sinh hoïc thoâ, beå loïc sinh hoïc tieáp xuùc quay, beå loïc sinh hoïc coù vaät lieäu tieáp xuùc. Khi xöû lyù sinh hoïc trong moâi tröôøng hieáu khí, ta caàn löu yù ñeán moät soá yeáu toá nhaèm duy trì moâi tröôøng thuaän lôïi cho caùc vi khuaån hieáu khí hoaït ñoäng: Haøm löôïng oxy trong nöôùc thaûi Ñaây chính laø ñieàu kieän tieân quyeát vaø quan troïng nhaát cuûa quaù trình. Ta phaûi caáp ñaày ñuû löôïng oxy vaøo trong beå sinh hoïc ñeå vi khuaån thöïc hieän quaù trình phaân huûy chaát höõu cô, ñoàng thôøi duy trì moät löôïng oxy hoøa tan trong beå. Trong thöïc teá, löôïng oxy hoøa tan neân duy trì trong beå sinh hoïc dao ñoäng töø 1.5 ¸ 4 (mg/l) taïi moïi vò trí cuûa beå, trong ñoù giaù trò 2 (mg/l) laø giaù trò thöôøng ñöôïc söû duïng. Khi taêng haøm löôïng oxy hoøa trong nöôùc thaûi lôùn hôn 4(mg/l) thì hieäu quaû xöû lyù khoâng taêng leân nhieàu nhöng ta laïi phaûi toán chi phí ñieän naêng cho caùc maùy cung caáp khí. Noàng ñoä cho pheùp cuûa caùc chaát baån höõu cô Vi sinh vaät chæ hoaït ñoäng hieäu quaû vôùi moät taûi löôïng höõu cô nhaát ñònh naøo ñoù. Muoán xaùc ñònh trò soá naøy, ta phaûi qua quaù trình laøm thí nghieäm. Khi taûi löôïng oâ nhieãm taêng quaù möùc seõ phaù huûy cheá ñoä hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa vi sinh vaät maø cuï theå laø caùc chaát höõu cô ñoù seõ huûy hoaïi thaønh phaàn caáu taïo teá baøo. Ñoä pH cuûa nöôùc thaûi Giaù trò pH aûnh höôûng lôùn ñeán quaù trình taïo men trong teá baøo vaø quaù trình haáp thuï caùc chaát dinh döôõng vaøo teá baøo. Ñoái vôùi ña soá vi sinh vaät, khoaûng giaù trò pH toái öu laø 6.5 ¸ 8.5. Chaát dinh döôõng trong nöôùc thaûi Nitô vaø Photpho laø caùc nguyeân toá dinh döôõng quan troïng nhaát cho söï phaùt trieån cuûa sinh khoái. Ta caàn phaûi duy trì haøm löôïng Nitô, Photpho trong nöôùc thaûi ôû moät giaù trò thích hôïp nhaèm duy trì traïng thaùi oån ñònh cuûa heä vi sinh vaät. Thoâng thöôøng tyû leä BOD : N : P thích hôïp cho heä vi sinh vaät laø 100 :5 : 1. Ngoaøi Nitô, Photpho thì caùc nguyeân toá dinh döôõng khaùc cuõng neân coù trong nöôùc thaûi nhö K, Mg, Ca, S, Fe… . Caùc nguyeân toá naøy cuõng goùp phaàn hình thaønh neân caáu truùc cuûa teá baøo vi sinh vaät nhöng vôùi moät noàng ñoä vöøa phaûi, neáu khoâng seõ coù taùc duïng tieâu cöïc ñoái vôùi quaù trình phaùt trieån. Nhieät ñoä nöôùc thaûi Nhieät ñoä nöôùc thaûi aûnh höôûng raát lôùn ñeán chöùc naêng hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Ñoái vôùi ña soá vi sinh vaät, nhieät ñoä nöôùc thaûi thích hôïp naèm trong khoaûng töø 5 ¸ 30oC. Khi nhieät ñoä taêng cao seõ gaây aûnh höôûng ñeán hieäu suaát xöû lyù vì khi ñoù ñoä hoøa tan cuûa oxy trong nöôùc seõ giaûm. Coøn khi nhieät ñoä quaù thaáp seõ laøm maát hoaït tính cuûa caùc vi sinh vaät. Noàng ñoä buøn hoaït tính (vi sinh vaät) trong nöôùc thaûi Noàng ñoä vi sinh vaät trong nöôùc thaûi (g/l hay mg/l) laø löôïng chaát raén lô löûng coù trong beå sinh hoïc (MLSS). Ñaây cuõng laø thoâng soá quan troïng caàn phaûi ñöôïc kieåm soaùt ñeå ñaûm baûo hieäu suaát xöû lyù nhö mong muoán. Khi noàng ñoä buøn trong beå quaù cao thì löôïng oxy tieâu thuï seõ nhieàu hôn vaø vieäc taùch buøn ra khoûi nöôùc thaûi seõ khoù hôn. Ngöôïc laïi, khi noàng ñoä buøn quaù thaáp, hieäu quaû xöû lyù seõ giaûm xuoáng vaø moät soá quaù trình dieãn ra trong beå nhö quaù trình nitrat hoùa seõ khoâng toàn taïi. Noàng ñoä buøn hoaït tính thích hôïp trong beå sinh hoïc neân duy trì trong khaoûng töø 2 ¸ 5 (g/l). Ngoaøi caùc yeáu toá neâu treân, ta cuõng caàn phaûi löu yù ñeán moät soá caùc yeáu toá khaùc nhö vieäc khoáng cheá noàng ñoä muoái voâ cô, ñaëc bieät laø caùc muoái kim loaïi naëng trong nöôùc thaûi, caùc chaát ñoäc, caùc chaát gaây öùc cheá cho quaù trình taêng tröôûng cuûa vi sinh vaät. III.3.2. Xöû lyù sinh hoïc trong moâi tröôøng kî khí Ngoaøi phöông phaùp xöû lyù hieáu khí, ta cuõng coù theå loaïi boû caùc chaát höõu cô coù trong phaàn caën cuûa nöôùc thaûi baèng vi sinh vaät tuøy nghi vaø vi sinh vaät kî khí. Trong ñoù, chieám öu theá laø caùc vi sinh vaät kî khí. Quaù trình phaân huûy kî khí caùc hôïp chaát höõu cô thöôøng xaûy ra theo 2 giai ñoaïn chính nhö sau: Giai ñoaïn leân men acid Ñaây laø quaù trình thuûy phaân caùc hydrocacbon deã phaân huûy sinh hoùa nhö lipids, polysaccharides, protein, nucleic acids thaønh acid beùo, monosaccharides, amino acids, purines vaø pyrimidines. Caùc hôïp chaát ñöôïc chuyeån hoùa naøy ñöôïc vi khuaån söû duïng laøm naêng löôïng vaø toång hôïp teá baøo. Ñaëc tröng cuûa giai ñoaïn leân men acid naøy laø pH cuûa moâi tröôøng giaûm xuoáng ñeán 5 vaø coù theå thaáp hôn nöõa, keøm theo muøi hoâi thoái. ÔÛ giai ñoaïn cuoái cuûa quaù trình leân men acid, vi khuaån tieáp tuïc chuyeån hoùa haàu heát caùc saûn phaåm sinh ra töø giai ñoaïn tröôùc thaønh caùc hôïp chaát trung gian coù khoái löôïng phaân töû nhoû hôn nhö caùc hôïp chaát amoân, amin, acid acetic, moät ít khí CO2, N2, CH4, H2, … pH cuûa moâi tröôøng taêng daàn leân. Muøi cuûa hoãn hôïp leân men raát khoù chòu do coù caùc chaát nhö H2S, idol, scatol vaø mercaptan. Döôùi taùc duïng cuûa caùc loaïi men, buøn coù maøu ñen, nhôùt vaø taïo boït, noåi leân thaønh maøng. Giai ñoaïn leân men kieàm (leân men methane) Caùc saûn phaåm trung gian, chuû yeáu laø celluloze, acid beùo, caùc hôïp chaát chöùa Nitô tieáp tuïc bò phaân huûy vaø taïo raát nhieàu khí CO2, CH4, pH cuûa moâi tröôøng tieáp tuïc taêng leân vaø chuyeån sang daïng kieàm. Caùc phöông trình phaûn öùng sau ñaây bieåu thò cho quaù trình leân men kieàm: 4H2 + CO2 ® CH4 + H2O 4HCOOH ® CH4 + 3CO2 + 2H2O CH3COOH ® CH4 + CO2 + 2H2O 4CH3OH ® 3CH4 + CO2 + 2H2O 4(CH3)3N + H2O ® 9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3 Quaù trình phaân huûy kî khí laø söï phoái hôïp cuûa nhieàu nhoùm vi khuaån khaùc nhau. Moãi giai ñoaïn trong quaù trình kî khí ñeàu ñöôïc thöïc hieän bôûi moät nhoùm vi khuaån rieâng bieät. ÔÛ giai ñoaïn leân men acid, moät nhoùm vi khuaån chòu traùch nhieäm thuûy phaân caùc polymer höõu cô vaø lipid thaønh caùc hôïp chaát thích hôïp cho vieäc taïo caáu truùc teá baøo nhö monosaccharides, amino acids. Nhoùm vi khuaån thöù hai chòu traùch nhieäm leân men caùc saûn phaåm ñaõ ñöôïc thuûy phaân thaønh caùc acid höõu cô ñôn giaûn, thöôøng gaëp nhaát laø acid acetic. Nhoùm vi khuaån naøy ñöôïc goïi laø nonmethanogenic (vi khuaån phi methane), laø hoãn hôïp caùc loaïi vi khuaån coù tính kî khí baét buoäc (anaerobic) hay tuøy tieän (faculttive). Nhoùm vi khuaån thöù ba coù nhieäm vuï chuyeån H2 vaø acid acetic thaønh khí methane (CH4) vaø cacbonic (CO2). Nhoùm vi khuaån naøy coù tính kî khí baét buoäc vaø coù teân laø methanogenic (vi khuaån methane). Loaïi vi khuaån quan troïng nhaát trong nhoùm vi khuaån methane laø loaïi vi khuaån söû duïng H2 vaø acid acetic ñeå taïo ra khí methane vaø cacbonic. Chaát thaûi trong beå xöû lyù kî khí seõ ñöôïc oån ñònh khi coù söï taïo thaønh khí CO2 vaø CH4, trong ñoù CH4 laø khí khoâng tan trong nöôùc. Ñeå duy trì söï oån ñònh cuûa heä thoáng xöû lyù theo phöông phaùp kî khí thì ta luoân phaûi giöõ cho caùc vi khuaån methane ôû traïng thaùi caân baèng ñoäng. Ñeå giöõ ñöôïc traïng thaùi naøy thì ta phaûi coâ laäp hoaøn toaøn moâi tröôøng trong beå sinh hoïc vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi, töùc laø ngaên khoâng cho oxy loït vaøo beân trong. Ngoaøi ra cuõng caàn phaûi löu yù tôùi caùc yeáu toá gaây öùc cheá cho quaù trình kî khí nhö noàng ñoä kim loaïi naëng, sulfides. Ñoä pH cuûa moâi tröôøng neân naèm trong khoaûng töø 6.6 ¸ 7.6. Nöôùc thaûi phaûi coù ñoä kieàm töông ñoái ñeå ñaûm baûo khoâng cho giaù trò pH nhoû hôn 6.2 nhaèm duy trì söï hoaït ñoäng cuûa vi khuaån methane. Khi quaù trình kî khí dieãn ra, ñoä kieàm cuûa nöôùc seõ coù giaù trò töø 1000 ¸ 5000 (mg/l), noàng ñoä acid beùo bay hôi seõ nhoû hôn 250 (mg/l). Ta cuõng caàn phaûi cung caáp theâm dinh döôõng nhö Nitô, Photpho nhaèm ñaûm baûo söï phaùt trieån thích hôïp cuûa coäng ñoàng caùc vi sinh vaät. Nhieät ñoä cuõng laø thoâng soá quan troïng cuûa quaù trình kî khí. Nhieät ñoä toái öu cuûa quaù trình naèm trong khoaûng töø 30 ¸ 38oC vaø 45 ¸ 57oC. Töông töï phöông phaùp xöû lyù hieáu khí, phöông phaùp kî khí cuõng söû duïng moät trong hai quaù trình khaùc nhau ñeå xöû lyù chaát thaûi ñoù laø quaù trình taêng tröôûng kî khí lô löûng vaø quaù trình taêng tröôûng kî khí dính baùm. III.3.2.1. Quaù trình taêng tröôûng kî khí lô löûng Coâng trình tieâu bieåu cho quaù trình naøy laø beå kî khí kieåu ñeäm buøn doøng chaûy ngöôïc hay coøn goïi laø UASB (Upflow Anerobic Sludge Blanket). Nöôùc thaûi caàn xöû lyù seõ ñöôïc ñöa vaøo töø ñaùy beå vaø chaûy ngöôïc leân, xuyeân qua moät lôùp buøn ôû daïng haït nhoû. Quaù trình xöû lyù seõ dieãn ra khi nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi lôùp buøn haït. Khí sinh ra trong quaù trình xöû lyù (chuû yeáu laø CH4 vaø CO2) gaây neân söï löu thoâng beân trong, giuùp cho vieäc hình thaønh, duy trì lôùp buøn sinh hoïc, taïo söï khuaáy troän ñeàu buøn vôùi nöôùc thaûi. Moät löôïng khí sinh ra seõ keát dính vôùi caùc haït buøn. Buøn vaø khí töï do seõ daâng leân ñænh cuûa beå phaûn öùng vaø va chaïm vôùi caùc thanh chaén naèm treân ñænh beå. Khi va chaïm vôùi caùc thanh naøy, caùc boït khí keát dính vôùi buøn seõ ñöôïc giaûi phoùng vaø cuøng vôùi khí töï do seõ ñöôïc thu gom vaøo trong heä thoáng thu khí (thöôøng coù daïng maùi voøm) boá trí taïi ñænh beå phaûn öùng. Buøn seõ rôi laïi xuoáng lôùp buøn ôû phía döôùi thanh chaén. Nöôùc sau xöû lyù seõ ñöôïc daãn ra ngoaøi baèng heä thoáng oáng thu ñaët phía treân thanh chaén. Ñeå duy trì traïng thaùi lô löûng cuûa buøn, ngöôøi ta thöôøng ñöa nöôùc thaûi vaøo töø ñaùy beå phaûn öùng vôùi vaän toác töø 0.6 ¸ 0.9(m/h). III.3.2.2. Quaù trình taêng tröôûng kî khí dính baùm Töông töï nhö quaù trình taêng tröôûng hieáu dính baùm, caùc vi sinh vaät kî khí ñöôïc dính baùm vaøo caùc giaù theå daïng taám hoaëc haït coù tính trô. Nöôùc thaûi cuõng ñöôïc daãn töø döôùi ñaùy beå leân, xuyeân qua lôùp vaät lieäu loïc. Sau quaù trình xöû lyù, nöôùc vaø khí ñöôïc daãn ra ngoaøi qua heä thoáng oáng daãn ñaët phía treân lôùp vaät lieäu loïc. ÔÛ quaù trình naøy, ta cuõng coù theå cho nöôùc thaûi chaûy töø treân ñænh beå phaûn öùng xuoáng roài thu nöôùc ôû ñaùy beå coøn khí vaãn ñöôïc thu ôû treân ñænh beå. Ngoaøi ra, ta cuõng coù theå phoái hôïp caû hai quaù trình kî khí lô löûng vaø kî khí dính baùm vaøo cuøng moät beå sinh hoïc nhaèm taêng cöôøng khaû naêng xöû lyù. Phöông phaùp xöû lyù kî khí thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù sô boä nöôùc thaûi coù ñoä oâ nhieãm höõu cô cao (COD > 1¸ 3 g/l) tröôùc khi söû duïng phöông phaùp hieáu khí. Ñieàu naøy giuùp tieát kieäm ñöôïc löôïng oxy caàn thieát phaûi cung caáp cho vi sinh vaät trong quaù trình hieáu khí neân giaûm ñöôïc chi phí ñieän naêng ñoái vôùi caùc thieát bò caáp khí. III.3.3. Caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc III.3.3.1. Caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc nöôùc thaûi trong ñieàu kieän töï nhieân Cô sôû cuûa phöông phaùp naøy laø döïa vaøo khaû naêng töï laøm saïch cuûa ñaát vaø nguoàn nöôùc. Vieäc xöû lyù nöôùc thaûi döïa treân caùc coâng trình: caùnh ñoàng töôùi, baõi loïc, hoà sinh hoïc. Vieäc xöû lyù nöôùc thaûi treân caùnh ñoàng töôùi, baõi loïc dieãn ra do keát quaû toå hôïp cuûa caùc quaù trình hoùa lyù vaø sinh hoùa phöùc taïp. Thöïc chaát laø khi cho nöôùc thaûi thaám qua lôùp ñaát beà maët thì caën ñöôïc giöõ laïi ôû ñaáy, nhôø coù oxy vaø caùc vi khuaån hieáu khí maø quaù trình oxy hoùa ñöôïc dieãn ra. Nhö vaäy vieäc coù maët cuûa oxy khoâng khí trong caùc mao quaûn ñaát ñaù laø ñieàu kieän caàn thieát cho quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Caøng saâu xuoáng lôùp ñaát phía döôùi, löôïng oxy caøng ít vaø quaù trình oxy hoùa giaûm daàn. Cuoái cuøng ñeán ñoä saâu maø ôû ñoù chæ dieãn ra quaù trình khöû nitrat. Thöïc teá cho thaáy raèng, quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi qua lôùp ñaát beà maët dieãn ra ôû doä saâu tôùi1,5m. Cho neân caùnh ñoàng töôùi, baõi loïc thöôøng xaây döïng ôû nhöõng nôi möïc nöôùc ngaàm thaáp hôn 1,5m tính ñeán maët ñaát. Nhieàu nöôùc treân theá giôùi phoå bieán vieäc duøng caùc khu ñaát thuoäc noâng tröôøng, noâng traïi ôû ngoaïi oâ ñoâ thò ñeå xöû lyù nöôùc thaûi. Vieäc duøng nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù sô boä ñeå töôùi cho caây troàng so vôùi vieäc duøng nöôùc ao hoà, naêng suaát cuûa muøa maøng taêng leân 2 - 3 laàn coù khi leân tôùi 4 laàn. Chính vì vaäy khi löïa choïn phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi vaø vò trí caùc coâng trình xöû lyù, tröôùc tieân phaûi xeùt ñeán khaû naêng söû duïng nöôùc thaûi sau khi xöû lyù phuïc vuï cho lôïi ích noâng nghieäp. Chæ khi khoâng coù khaû naêng ñoù ngöôøi ta môùi duøng phöông phaùp xöû lyù sinh hoùa trong ñieàu kieän nhaân taïo. Nhö vaäy xaây döïng caùnh ñoàng töôùi phaûi tuaân theo nhöõng nguyeân taéc: Kinh teá noâng nghieäp, töùc laø söû duïng nöôùc thaûi ñeå töôùi aåm vaø söû duïng caùc chaát dinh döôõng coù trong chaát thaûi ñeå boùn cho caây troàng. Nöôùc thaûi sinh hoaït chöùa nhieàu vi khuaån gaây beänh vaø tröùng giun saùn. Vì vaäy khi xaây döïng vaø quaûn lyù caùc coâng trình treân phaûi tuaân theo nhöõng yeâu caàu veä sinh nhaát ñònh. Neáu khu ñaát chæ duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi hoaëc chöùa nöôùc thaûi khi caàn thieát thì ñöôïc goïi laø baõi loïc. Xöû lyù nöôùc thaûi ôû hoà sinh hoïc laø lôïi duïng quaù trình töï laøm saïch cuûa hoà. Löôïng oxy caáp cho quaù trình sinh hoùa chuû yeáu laø do khoâng khí xaâm nhaäp qua maët hoà vaø do quaù trình quang hôïp cuûa thöïc vaät nöôùc. Caùnh ñoàng töôùi coâng coäng Trong nöôùc thaûi sinh hoaït coù chöùa caùc thaønh phaàn chaát dinh döôõng cho caây troàng nhö: ñaïm, laân, kali,… haøm löôïng cuûa chuùng phuï thuoäc vaøo tieâu chuaån thaûi nöôùc. Nhöõng nguyeân toá naøy chuû yeáu ôû daïng hoøa tan, moät phaàn ôû daïng lô löûng. Ñeå traùnh cho ñaát ñai khoâng bò daàu môõ vaø caùc chaát lô löûng bòt kín caùc mao quaûn thì nöôùc thaûi tröôùc khi ñöa leân caùnh ñoàng töôùi, baõi loïc caàn phaûi ñöôïc xöû lyù sô boä. Caùnh ñoâng töôùi vaø baõi loïc laø nhöõng oâ ñaát ñöôïc san phaúng hoaëc doác khoâng ñaùng keå vaø ñöôïc ngaên caùch baèng nhöõng bôø ñaát. Nöôùc thaûi ñöôïc phaân phoái vaøo nhöõng oâ ñaát ñoù nhôø heä thoáng maïng löôùi töôùi. Maïng löôùi töôùi bao goàm: möông chính, möông phaân phoái vaø heä thoáng maïng löôùi töôùi trong caùc oâ. Vieäc xaùc ñònh dieän tích caùnh ñoàng töôùi coøn phuï thuoäc vaøo tieâu chuaån töôùi. Tieâu chuaån töôùi chæ coù theå xaùc ñònh ñöôïc khi tính ñeán taát caû caùc yeáu toá khí haäu, thuûy vaên vaø kyõ thuaät caây troàng. Trong moïi tröôøng hôïp, ñieàu kieän veä sinh laø yeáu toá chuû ñaïo. Töø yeâu caàu veà boùn vaø ñoä aåm ñoái vôùi caây troàng, ngöôøi ta ñònh ra tieâu chuaån töôùi vaø boùn. Nhöõng soá lieäu xaùc ñònh tieâu chuaån töôùi laø nhöõng yeâu caàu veà chaát dinh döôõng cuûa caây troàng vaø haøm löôïng caùc chaát ñoù ôû trong nöôc thaûi. Hoà sinh hoïc Hoà sinh hoïc laø hoà chöùa duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc, chuû yeáu döïa vaøo quaù trình töï laøm saïch cuûa hoà. Trong soá nhöõng coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi trong ñieàu kieän töï nhieân thì hoà sinh hoïc ñöôïc aùp duïng roäng raõi hôn. Ngoaøi ra, xöû lyù nöôùc thaûi trong hoà sinh hoïc coøn ñem laïi nhöõng lôïi ích sau: Nuoâi troàng thuûy saûn. Nguoàn nöôùc ñeå töôùi cho caây troàng. Ñieàu hoøa doøng chaûy nöôùc möa trong heä thoáng thoaùt nöôùc ñoâ thò. Khoâng ñoøi hoûi nhieàu voán ñaàu tö. Baûo trì vaän haønh ñôn giaûn, khoâng ñoøi hoûi coù ngöôøi quaûn lyù thöôøng xuyeân. Haàu heát caùc ñoâ thò coù nhieàu ao hoà hay khu ruoäng truõng ñeàu coù theå taän duïng laøm hoà sinh hoïc maø khoâng caàn xaây döïng theâm. III.3.3.2. Caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc nöôùc thaûi trong ñieàu kieän nhaân taïo Caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi trong ñieàu kieän töï nhieân laø caùc phöông phaùp döïa vaøo khaû naêng töï laøm saïch cuûa caùc nguoàn nöôùc oâ nhieãm, nhôø vaøo hoaït ñoäng soáng cuûa sinh vaät soáng trong nhöõng nguoàn nöôùc oâ nhieãm ñoù. Nhöõng phöông phaùp naøy coù nhöõng öu ñieåm sau: Ñaàu tö cho xöû lyù thaáp. Deã vaän haønh. Ñoái vôùi nhöõng loaïi nöôùc thaûi khoâng oâ nhieãm naëng vaø chöùa nhieàu chaát höõu cô ñeàu coù theå söû duïng cho muïc ñích troàng troït vaø chaên nuoâi theo höôùng taùi söû duïng. Bieän phaùp naøy vöøa coù yù nghóa laøm saïch moâi tröôøng vöøa coù yù nghóa kinh teá raát cao. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy cuõng coù nhieàu nhöôïc ñieåm raát cô baûn. Quaù trình xöû lyù hay quaù trình hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät trong nöôùc caàn xöû lyù khoâng ñöôïc kieåm soaùt chaët cheõ, do ñoù saûn phaåm cuoái cuøng cuûa caùc quaù trình chuyeån hoùa raát khoù kieåm soaùt. Chính vì theá, caùc quaù trình naøy thöôøng gaây oâ nhieãm khoâng khí khaù cao. Thöïc teá cho thaáy vieäc kieåm soaùt oâ nhieãm khoâng khí töø caùc ao sinh hoïc hay caùc hoà sinh hoïc laø khoâng deã daøng, bôûi vì maët thoaùng cuûa chuùng quaù roäng. Hieäu suaát xöû lyù theo phöông phaùp naøy khoâng cao, do söï khoâng oån ñònh veà soá löôïng vaø soá loaøi vi sinh vaät töï nhieân coù trong nöôùc oâ nhieãm vaø coù trong nöôùc thaûi. Caùc yeáu toá khaùc nhö nhieät ñoä, pH cuõng khoâng ñoàng nhaát trong quaù trình xöû lyù. Trong ñoù yeáu toá nhieät ñoä thay ñoåi khoâng chæ ôû caùc muøa trong naêm maø coøn thay ñoåi raát maïnh trong khoaûng thôøi gian ngaøy vaø ñeâm. Caùc yeáu toá naøy ta hoaøn toaøn khoâng kieåm soaùt ñöôïc. Do ñoù caùc quaù trình sinh hoïc trong xöû lyù nhanh hay chaäm laø khaùc nhau. Söï maát oån ñònh laøm cho hieäu suaát xöû lyù keùm. Chính vì nhöõng nhöôïc ñieåm treân ñaõ daãn tôùi tình traïng xöû lyù sinh hoïc ôû ñieàu kieän töï nhieân khoâng phaûi luùc naøo cuõng cho keát quaû nhö mong muoán. Ñeå giaûi quyeát nhöõng nhöôïc ñieåm neâu treân vaø phaùt huy hieäu quaû cuûa phöông phaùp xöû lyù nöôùc oâ nhieãm hay nöôùc thaûi, phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän nhaân taïo ñöôïc aùp duïng ngaøy caøng nhieàu ôû taát caû caùc nöôùc treân theá giôùi. Chuùng thay daàn caùc phöông phaùp sinh hoïc trong ñieàu kieän töï nhieân. Nhöõng öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy cho pheùp caùc nhaø ñaàu tö thieát keá vaø xaây döïng traïm xöû lyù nöôùc oâ nhieãm vaø nöôùc thaûi ngay trong khu vöïc nhaø maùy, thaäm chí ngay trong khu daân cö. Nhöõng öu ñieåm chính cuûa phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc oâ nhieãm vaø nöôùc thaûi trong ñieàu kieän nhaân taïo nhö sau: Phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc oâ nhieãm vaø nöôùc thaûi trong ñieàu kieän nhaân taïo thöôøng chieám dieän tích raát nhoû vì toaøn boä caùc quaù trình sinh hoïc ñöôïc thöïc hieän trong caùc thieát bò leân men hay coøn goïi laø quaù trình phaûn öùng sinh hoïc. Caùc thieát bò naøy thöôøng coù kích thöôùc nhoû, goïn vaø hoaøn toaøn kín. Beà maët tieáp xuùc giöõa pha loûng vaø pha khí thöôøng nhoû. Toaøn boä quaù trình sinh hoïc xaûy ra trong thieát bò kín, do ñoù ta hoaøn toaøn coù theå kieåm soaùt ñöôïc löôïng khí thaûi phaùt sinh. Ñoàng thôøi kieåm soaùt ñöôïc hieän töôïng oâ nhieãm khoâng khí vaø haïn cheá toái ña nguoàn oâ nhieãm naøy. Chaát löôïng nöôùc sau khi xöû lyù ñöôïc ñaûm baûo theo caùc tieâu chuaån moâi tröôøng hieän haønh vaø hoaøn toaøn oån ñònh trong suoát quaù trình xöû lyù, khi ta ñieàu chænh caùc yeáu toá aûnh höôûng ôû möùc ñoä aûnh höôûng toái öu. Caùc coâng trình aùp duïng phöông phaùp hieáu khí Beå phaûn öùng sinh hoïc hieáu khí – Beå Aeroten ÔÛ caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi, ngöôøi ta thöôøng xaây döïng caùc beå Aeroten baèng beâ toâng coát theùp theo hình khoái chöõ nhaät hay hình truï. Trong ñoù hình khoái chöõ nhaät ñöôïc söû duïng roäng raõi hôn. Quaù trình chuyeån hoùa vaät chaát trong beå Aeroten khi cho nöôùc thaûi vaøo hoaøn toaøn do hoaït ñoäng soáng cuûa nhieàu loaïi vi sinh vaät khaùc nhau. Caùc vi sinh vaät trong beå Aeroten toàn taïi ôû daïng huyeàn phuø. Caùc huyeàn phuø vi sinh vaät coù xu höôùng laéng ñoïng xuoáng ñaùy, do ñoù vieäc khuaáy troän caùc dung dòch trong beå Aeroten laø ñieàu kieän raát caàn thieát. Trong xöû lyù hieáu khí, ngöôøi ta thöôøng duøng caùc heä thoáng caùnh khuaáy hay heä thoáng thoåi khí. Khi khoâng khí vaøo beå Aeroten, gaây ra nhöõng taùc ñoäng chuû yeáu sau: Cung caáp oxy cho teá baøo vi sinh vaät. Laøm xaùo troän dung dòch, taêng khaû naêng tieáp xuùc giöõa vaät chaát vaø teá baøo vi sinh vaät. Phaù vôõ teá baøo vaây cuûa saûn phaåm trao ñoåi chaát xung quanh teá baøo vi sinh vaät, giuùp cho cô chaát thaåm thaáu töø ngoaøi teá baøo vaøo trong teá baøo vaø quaù trình vaän chuyeån caùc chaát töø trong teá baøo ra ngoaøi teá baøo nhanh hôn. Taêng nhanh quaù trình sinh saûn cuûa vi khuaån. Taêng nhanh söï thoaùt nhieät. Vi sinh vaät trong caùc beå Aeroten chuû yeáu laø caùc vi sinh vaät hieáu khí, vì theá trong quaù trình vaän haønh beå Aeroten, baét buoäc phaûi cung caáp oxy cho chuùng hoaït ñoäng. Oxy caàn thieát cho quaù trình taêng tröôûng teá baøo vaø tieán haønh caùc quaù trình oxy hoùa sinh hoïc. Thôøi gian ñaàu vi sinh vaät söû duïng oxy raát ít coù saün trong beå Aeroten, löôïng oxy naøy seõ nhanh choùng bò tieâu thuï heát. Do ñoù ta phaûi cung caáp oxy töø beân ngoaøi vaøo. Khi cung caáp khí vaøo beå Aeroten, khoâng khí caàn phaûi ñöôïc cung caáp ñaày ñuû vaø ñeàu khaép beå Aeroten ñeå laøm taêng hieäu quaû xöû lyù. Khi coù maët oxy trong beå Aeroten seõ xaûy ra quaù trình oxy hoùa. Caùc quaù trình oxy hoùa trong beå Aeroten thöôøng traûi qua ba giai ñoaïn: Giai ñoaïn thöù nhaát Toác ñoä oxy hoùa seõ baèng toác ñoä tieâu thuï oxy, khi ñoù buøn hoaït tính ñöôïc hình thaønh vaø phaùt trieån. Vi sinh vaät thích nghi vôùi ñieàu kieän môùi vaø taêng nhanh khoái löôïng, ñoàng thôøi nhu caàu veà oxy taêng daàn. Giai ñoaïn thöù hai ÔÛ giai ñoaïn naøy khoái löôïng vi sinh vaät ñaït ñöôïc möùc ñoä toái ña vaø daàn tôùi möùc oån ñònh. Khi ñoù nhu caàu oxy cuõng ñaït tôùi möùc oån ñònh. Trong giai ñoaïn naøy, caùc chaát höõu cô ñöôïc phaân huûy maïnh nhaát. Giai ñoaïn thöù ba Nhu caàu veà oxy trong giai ñoaïn naøy baét ñaàu giaûm. Sau ñoù nhu caàu veà oxy baét ñaàu taêng, do ôû giai ñoaïn naøy quaù trình nitrat hoùa môùi xaûy ra. Cuoái giai ñoaïn naøy, löôïng oxy caàn thieát môùi baét ñaàu giaûm daàn cho tôùi cuoái. Moät soá beå Aeroten thöôøng gaëp : Beå Aeroten taûi troïng thaáp Ñaây laø loaïi Aeroten ñöôïc öùng duïng vaøo xöû lyù nöôùc thaûi töø raát laâu vaø nhieàu nöôùc treân theá giôùi. Loaïi beå naøy thöôøng ñöôïc thieát keá ñôn giaûn, deã vaän haønh. Beå Aeroten truyeàn thoáng ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coù BOD < 400mg/l, löôïng khoâng khí caáp trung bình baèng 20 – 30% nöôùc thaûi trong beå Aeroten. Hieäu suaát xöû lyù BOD ñaït töø 80 – 95%. Loaïi beå Aeroten naøy thöôøng chæ aùp duïng cho nöôùc thaûi oâ nhieãm nheï. Beå Aeroten taûi troïng cao moät baät Trong tröôøng hôïp nöôùc oâ nhieãm coù BOD cao, chuùng ta phaûi thieát keá heä thoáng thoåi khí lieân tuïc vaøo beå Aeroten. ÔÛ ñaây khoâng khí ñöôïc thoåi vaøo lieân tuïc trong khoaûng thôøi gian 6 – 8 giôø. Nhôø ñoù khaû naêng oxy hoùa vaät chaát xaûy ra raát nhanh. Heä thoáng cung caáp khí ñöôïc phaân phoái theo suoát chieàu daøi cuûa beå. Trong thôøi gian cuoái cuûa quaù trình, neân haï thaáp möùc ñoä neùn khí ñeå quaù trình nitrat hoùa vaø khöû nitrat hoùa tieán trieån maïnh, laøm giaûm löôïng nitô coù trong nöôùc thaûi. Beå Aeroten taûi troïng cao nhieàu baäc Khi thieát keá beå Aeroten nhieàu ngaên, caùc quaù trình sinh hoùa ñöôïc tieán haønh ôû nhieàu ngaên hoaëc ôû nhieàu beå Aeroten. ÔÛ beå Aeroten nhieàu baäc naèm ngang, khoâng khí ñöôïc phaân phoái ñeàu khaép theo chieàu daøi cuûa beå. ÔÛ beå Aeroten nhieàu baäc ñöùng, ngöôøi ta chæ phaân phoái khí ôû ngaên ñaàu, töø ñoù khoâng khí seõ theo doøng chaûy vaø chuyeån ñeán nhöõng ngaên sau. Nhö vaäy, caøng veà sau löôïng oxy caøng giaûm. Öu ñieåm cuûa beå naøy laø ôû ngaên ñaàu BOD giaûm raát nhanh. Ñieàu ñoù cho thaáy laø quaù trình chuyeån hoùa chính, coøn nhöõng ngaên sau laø quaù trình khöû nitrat. Kieåu beå naøy thích hôïp cho nhöõng loaïi nöôùc thaûi coù BOD > 500mg/l, chaát raén trong beå < 150mg/l, pH = 6.5 – 9.0, nhieät ñoä khoâng khí khoâng nhoû hôn 60C vaø khoâng cao quaù 300C. Beå Aeroten taûi troïng cao xen keõ beå laéng buøn Beå Aeroten xen keõ beå laéng buøn nhaèm taêng theâm vieäc khöû BOD vaø ñaëc bieät laø khöû nitrat. Nhôø vieäc thieát keá taùch rôøi nhöõng beå Aeroten maø vieäc ñieàu khieån cheá ñoä thoåi khí vaø quaù trình kieåm soaùt ñöôïc deã daøng hôn. Buøn hoaït tính tuaàn hoaøn khi xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng coù ñoä tuoåi 3 – 7 ngaøy vaø coù khaû naêng chöùa taûi troïng BOD khoâng nhoû hôn 0,5kg tính treân 1kg chaát höõu cô trong ngaøy. Hieäu suaát xöû lyù BOD ñaït tôùi 70 – 75%. Beå Aeroten khuaáy troän hoaøn chænh Trong beå Aeroten coù boá trí caùc maùy khuaáy troän beà maët vaø ñöôïc laép ñaët ôû nhieàu vò trí coù khoaûng caùch ñeàu trong toaøn boä beà maët beå. Do ñoù oxy, caùc chaát hoøa tan, huyeàn phuø vi sinh vaät seõ ñöôïc phaân phoái ñeàu trong beå. Nhöõng beå theo kieåu naøy thöôøng coù dieän tích roäng, do ñoù möùc ñoä pha loaõng ngay töø ñaàu raát cao. Beå loïc sinh hoïc – Bioâphin Beå Bioâphin laø moät coâng trình xöû lyù sinh hoïc nöôùc thaûi trong ñieàu kieän nhaân taïo nhôø caùc vi sinh vaät hieáu khí dính baùm. Quaù trình xöû lyù dieãn ra khi cho nöôùc thaûi töôùi leân beà maët cuûa beå vaø thaám qua lôùp vaät lieäu loïc. ÔÛ beà maët cuûa haït vaät lieäu loïc vaø giöõa caùc khe hôû giöõa chuùng, caùc caën baån ñöôïc giöõ laïi vaø taïo thaønh maøng goïi laø maøng vi sinh. Löôïng oxy caàn thieát ñeå oxy hoùa caùc chaát baån höõu cô thaâm nhaäp vaøo beå cuøng vôùi nöôùc thaûi. Vi sinh haáp thuï chaát höõu cô vaø nhôø coù oxy maø quaù trình oxy hoùa ñöôïc thöïc hieän. Nhöõng maøng vi sinh ñaõ cheát seõ cuøng vôùi nöôùc thaûi ra khoûi beå vaø ñöôïc giöõ laïi ôû beå laéng ñôït hai. Vaät lieäu loïc cuûa caùc loaïi beå naøy thöôøng ñöôïc duøng laø than ñaù, ñaù cuïc, soûi, ñaù ong hoaëc baèng caùc vaät lieäu toång hôïp, kích thöôùc trung bình vaøo khoaûng 40 – 80mm, chieàu cao cuûa lôùp vaät lieäu loïc coù theå töø 6 - 9m. Beå Bioâphin nhoû gioït Bioâphin nhoû gioït duøng ñeå xöû lyù sinh hoùa nöôùc thaûi hoaøn toaøn vôùi haøm löôïng BOD cuûa nöôùc sau khi xöû lyù ñaït 15mg/l. Ñaëc ñieåm rieâng cuûa beå Bioâphin nhoû gioït laø kích thöôùc cuûa haït vaät lieäu loïc khoâng lôùn hôn 25-30mm vaø taûi troïng töôùi nöôùc nhoû. Beå Bioâphin nhoû gioït thöôøng ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp löu löôïng nhoû töø 20 –1.000 m3/ngaøy.ñeâm, hieäu suaát xöû lyù cao, coù theå ñaït tôùi 90% hay cao hôn theá. Beå Bioâphin cao taûi Beå Bioâphin cao taûi khaùc vôùi beå Bioâphin nhoû gioït ôû choã beå Bioâphin cao taûi coù chieàu cao coâng taùc vaø taûi troïng töôùi nöôùc cao hôn. Vaät lieäu loïc coù kích thöôùc töø 40 - 60mm, vì vaäy giöõa caùc haït coù khe hôû lôùn. Neáu ôû beå bioâphn nhoû gioït laø thoaùng gioù töï nhieân thì ôû beå Bioâphin cao taûi laø thoaùng gioù nhaân taïo. Nhö vaäy söï trao ñoåi khoâng khí xaûy ra ôû trong thaân beå vôùi cöôøng ñoä cao hôn. Nhôø coù toác ñoä loïc lôùn vaø söï trao ñoåi khoâng khí nhanh maø quaù trình oxy hoùa caùc chaát höõu cô xaûy ra vôùi toác ñoä cao. Ñeå caùc maøng vi sinh tích ñoïng laïi khoâng laøm taéc ngheõn caùc khe hôû giöõa caùc haït vaät lieäu loïc thì phaûi thöôøng xuyeân röûa beå. Neáu haøm löôïng BOD cao hôn möùc quy ñònh thì phaûi caàn pha loaõng vôùi nöôùc soâng hoaëc vôùi nöôùc ñaõ ñöôïc xöû lyù. Tuøy theo möùc ñoä yeâu caàu xöû lyù maø beå Bioâphin cao taûi coù theå thieát keá vôùi sô ñoà moät baäc hoaëc hai baäc. Beå Bioâphin moät baäc thöôøng duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc khoâng hoaøn toaøn. Beå Bioâphin cao taûi hai baäc ñöôïc aùp duïng trong nhöõng tröôøng hôïp khi möùc ñoä yeâu caàu xöû lyù ñoøi hoûi cao maø sô ñoà moät baäc khoâng thöïc hieän ñöôïc. Ñóa quay sinh hoïc Nguyeân lyù cuûa ñóa quay sinh hoïc nhö sau: ngöôøi ta thieát keá vaø cheá taïo ra moät loaïi ñóa coù kích thöôùc nhö nhau. Vaät lieäu duøng ñeå laøm ñóa quay sinh hoïc thöôøng laø polyvinyl clorit vaø polystyren. Caùc ñóa naøy ñöôïc laép tr._.