Qui trình xử lý nước Thải

o F: 4 ¸ 10% giá trị thấm lọc khi đo độ dẫn nước của đất theo chiều đứng  Diện tích cần sử dụng: Ghi chú: nên cộng thêm diện tích cho đường đi nội bộ, khu vực trữ, khu vực đệm và dự trù mở rộng trong tương lai.  CÁNH ĐỒNG CHẢY TRÀN Là phương pháp xử lý nước thải trong đó nước thải được cho chảy tràn lên bề mặt cánh đồng có độ dốc nhất định xuyên qua các cây trồng sau đó tập trung lại trong các kênh thu nước. Mục đích: Xử lý nước thải đến mức của các quá trình xử lý cấp II, cấp III Tái sử dụng chất dinh dưỡng để trồng các thảm cỏ hoặc tạo các vành đai xanh. Hiệu suất xử lý SS, BOD5 của hệ thống từ 95 ¸ 99%, hiệu suất khử nitơ khoảng 70 ¸ 90%, phospho khoảng 50 ¸ 60%. Các điểm cần lưu ý cho quá trình thiết kế: Đất ít thấm nước sét hoặc sét pha cát Lưu lượng nạp nước thải thô là 10 cm/tuần Lưu lượng nạp nước thải sau xử lý cấp I là 15 ¸ 20 cm/tuần Lưu lượng nạp nước thải sau xử lý cấp II là 25 ¸ 40 cm/tuần. Độ sâu của mực nước ngầm không cần thiết. Độ dốc khoảng 2 ¸ 4%, chiều dài đường đi của nước thải không nhỏ hơn 36 m. Thời gian nạp kéo dài 6 ¸ 8 giờ sau đó cho đất nghỉ 16 ¸ 18 giờ, vận hành 5 ¸ 6 ngày/tuần. Tính lượng BOD5 và TOC bị khử theo công thức: BOD5: TOC: trong ñoù C: BOD5 hoaëc TOC caàn ñaït cuûa nöôùc thaûi ñaàu ra C0: BOD5 hoaëc TOC cuûa nöôùc thaûi ñaàu vaøo A vaø A': heä soá thöïc nghieäm veà khaû naêng khöû BOD5 hoaëc TOC cuûa heä thoáng K vaø k': haèng soá thöïc nghieäm veà toác ñoä khöû BOD5 hoaëc TOC cuûa heä thoáng K hoaëc k' = k/qn k vaø n: heä soá thöïc nghieäm q: löu löôïng naïp nöôùc thaûi cho heä thoáng 0,1 ¸ 0,37 m3/hr.m (theo chieàu doác) Caùc giaù trò k vaø n Loaïi nöôùc thaûi Caùc heä soá k n Nöôùc thaûi sau xöû lyù caáp I BOD5 0,043 0,136 TOC 0,038 0,170 Nöôùc thaûi sau xöû lyù caáp II BOD5 0,030 0,402 TOC 0,032 0,350 Caùc giaù trò A vaø A' bieán ñoåi lôùn theo q do ñoù ñeå aùp duïng caùc tính toaùn naøy ngöôøi ta duøng bieän phaùp qui chieáu töø caùc ñoà thò sau: Tæ leä BOD5 vaø TOC coøn laïi theo chieàu daøi ñöôøng ñi cuûa nöôùc thaûi thoâ vaø nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù caáp I XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG THỦY SINH THỰC VẬT Xử lý nước thải bằng tảo Tảo là nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, chúng có thể ở dạng đơn bào (vài loài có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào (như các loài rong biển, có chiều dài tới vài mét). Các nhà phân loại thực vật dựa trên các loại sản phẩm mà tảo tổng hợp được và chứa trong tế bào của chúng, các loại sắc tố của tảo để phân loại chúng. Một số loài tảo tiêu biểu Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng được các thay đổi của môi trường, có khả năng phát triển trong nước thải, có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein cao, do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của tảo để: Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng. Các hoạt động sinh học trong các ao nuôi tảo lấy đi các chất hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang hợp. Hầu hết các loại nước thải đô thị, nông nghiệp, phân gia súc đều có thể được xử lý bằng hệ thống ao tảo. Biến năng lượng mặt trời sang năng lượng trong các cơ thể sinh vật. Tảo dùng năng lượng mặt trời để quang hợp tạo nên đường, tinh bột... Do đó việc sử dụng tảo để xử lý nước thải được coi là một phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng của cơ thể sống. Tiêu diệt các mầm bệnh. Thông qua việc xử lý nước thải bằng cách nuôi tảo các mầm bệnh có trong nước thải sẽ bị tiêu diệt do các yếu tố sau đây: Sự thay đổi pH trong ngày của ao tảo do ảnh hưởng của quá trình quang hợp Các độc tố tiết ra từ tế bào tảo Và sự tiếp xúc của các mầm bệnh với bức xạ mặt trời (UV) Thông thường người ta kết hợp việc xử lý nước thải và sản xuất và thu hoạch tảo để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải. Tuy nhiên tảo rất khó thu hoạch (do kích thước rất nhỏ), đa số có thành tế bào dày do đó các động vật rất khó tiêu hóa, thường bị nhiễm bẩn bởi kim loại nặng, thuốc trừ sâu, các mầm bệnh còn lại trong nước thải. Các phản ứng diễn ra trong ao tảo chủ yếu là "hoạt động cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn". Sô ñoà cuûa moät ao nuoâi taûo thaâm canh Các yếu tố cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng tảo Dưỡng chất: Ammonia là nguồn đạm chính cho tảo tổng hợp nên protein của tế bào thông qua quá trình quang hợp. Phospho, Magnesium và Potassium cũng là các dưỡng chất ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo. Tỉ lệ P, Mg và K trong các tế bào tảo là 1,5 : 1 : 0,5. Độ sâu của ao tảo: độ sâu của ao tảo được lựa chọn trên cơ sở tối ưu hóa khả năng của nguồn sáng trong quá trình tổng hợp của tảo. Theo các cơ sở lý thuyết thì độ sâu tối đa của ao tảo khoảng 4,5 ¸ 5 inches (12,5cm). Nhưng những thí nghiệm trên mô hình cho thấy độ sâu tối ưu nằm trong khoảng 8 ¸ 10 inches (20 ¸ 25cm). Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, độ sâu của ao tảo nên lớn hơn 20cm (và nằm trong khoảng 40 ¸ 50 cm) để tạo thời gian lưu tồn chất thải trong ao tảo thích hợp và trừ hao thể tích mất đi do cặn lắng. Thời gian lưu tồn của nước thải trong ao (HRT): thời gian lưu tồn của nước thải tối ưu là thời gian cần thiết để các chất dinh dưỡng trong nước thải chuyển đổi thành chất dinh dưỡng trong tế bào tảo. Thường thì người ta chọn thời gian lưu tồn của nước thải trong các ao lớn hơn 1,8 ngày và nhỏ hơn 8 ngày. Lượng BOD nạp cho ao tảo: lượng BOD nạp cho ao tảo ảnh hưởng đến năng suất tảo vì nếu lượng BOD nạp quá cao môi trường trong ao tảo sẽ trở nên yếm khí ảnh hưởng đến quá trình cộng sinh của tảo và vi khuẩn. Một số thí nghiệm ở Thái Lan cho thấy trong điều kiện nhiệt đới độ sâu của ao tảo là 0,35 m, HRT là 1,5 ngày và lượng BOD nạp là 336 kg/(ha/ngày) là tối ưu cho các ao tảo và năng suất tảo đạt được là 390 kg /(ha/ngày). Khuấy trộn và hoàn lưu: quá trình khuấy trộn trong các ao tảo rất cần thiết nhằm ngăn không cho các tế bào tảo lắng xuống đáy và tạo điều kiện cho các dinh dưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy quá trình quang hợp. Trong các ao tảo lớn khuấy trộn còn ngăn được quá trình phân tầng nhiệt độ trong ao tảo và yếm khí ở đáy ao tảo. Nhưng việc khuấy trộn cũng tạo nên bất lợi vì nó làm cho các cặn lắng nổi lên và ngăn cản quá trình khuếch tán ánh sáng vào ao tảo. Moraine và các cộng sự viên (1979) cho rằng tốc độ dòng chảy trong ao tảo chỉ nên ở khoảng 5 cm/s. Hoàn lưu giúp cho ao tảo giữ lại được các tế bào vi khuẩn và tảo còn hoạt động; giúp cho quá trình thông thoáng khí, thúc đẩy nhanh các phản ứng trong ao tảo. Thu hoạch tảo: tảo có thể được thu hoạch bằng lưới hoặc giấy lược, thu hoạch bằng cách tạo bông cặn hoặc tách nổi, thu hoạch sinh học bằng các loài cá ăn thực vật và động vật không xương sống ăn tảo. Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có kích thước lớn Thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trưởng trong môi trường nước, nó có thể gây nên một số bất lợi cho con người do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng. Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý nước thải, làm phân compost, thức ăn cho người, gia súc có thể làm giảm thiểu các bất lợi gây ra bởi chúng mà còn thu thêm được lợi nhuận. Các loại thủy sinh thực vật chính Thủy thực vật sống chìm: loại thủy thực vật này phát triển dưới mặt nước và chỉ phát triển được ở các nguồn nước có đủ ánh sáng. Chúng gây nên các tác hại như làm tăng độ đục của nguồn nước, ngăn cản sự khuyếch tán của ánh sáng vào nước. Do đó các loài thủy sinh thực vật này không hiệu quả trong việc làm sạch các chất thải. Thủy thực vật sống trôi nổi: rễ của loại thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá của nó phát triển trên mặt nước. Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước. Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải. Thủy thực vật sống nổi: loại thủy thực vật này có rễ bám vào đất nhưng thân và lá phát triển trên mặt nước. Loại này thường sống ở những nơi có chế độ thủy triều ổn định. Moät soá thuûy sinh thöïc vaät tieâu bieåu Loại Tên thông thường Tên khoa học Thuỷ sinh thực vật sống chìm Hydrilla Hydrilla verticillata Water milfoil Myriophyllum spicatum Blyxa Blyxa aubertii Thuỷ sinh thực vật sống trôi nổi trôi nổi Lục bình Eichhornia crassipes Bèo tấm Wolfia arrhiga Bèo tai tượng Pistia stratiotes Salvinia Salvinia spp Thuỷ sinh thực vật sống nổi Cattails Typha spp Bulrush Scirpus spp Sậy Phragmites communis Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong các hệ thống xử lý Phần cơ thể Nhiệm vụ Rễ và/hoặc thân Là giá bám cho vi khuẩn phát triển Lọc và hấp thu chất rắn Thân và /hoặc lá ở mặt nước hoặc phía trên mặt nước ắnHáp thu ánh mặt trời do đóẳngn cản sự phát triển của tảo làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển Chuyển oxy từ lá xuống rể Một số thuỷ sinh thực vật tiêu biểu Một số giá trị tham khảo để thiết kế ao Lục Bình để xử lý nước thải Thông số Số liệu thiết kế Chất lượng nước thải sau xử lý Nước thải thô Thời gian lưu tồn nước > 50 ngày BOD5 < 30mg/L Lưu lượng nạp nước thải 200 m3/(ha.day) TSS < 30 mg/L Độ sâu tối đa < 1,5 m Diện tích một đơn vị ao 0,4 ha Lưu lượng nạp chất hữu cơ < 30kg BOD5/(ha.day) Tỉ lệ dài : rộng của ao > 3 : 1 Nước thải qua xử lý cấp I Thời gian lưu tồn nước > 6 ngày BOD5 < 10mg/L Lưu lượng nạp nước thải 800 m3/(ha.day) TSS < 10 mg/L Độ sâu tối đa 0,91 m TP < 5 mg/L Diện tích một đơn vị ao 0,4 ha TN < 5 mg/L Lưu lượng nạp chất hữu cơ < 50kg BOD5/(ha.day) Tỉ lệ dài : rộng của ao > 3 : 1 O'Brien (1981) trích dẫn bởi Chongrak Polprasert (1989) XỬ LÝ BÙN Việc xử lý bùn tạo ra từ các quá trình xử lý lý, hóa, sinh học cũng rất cần thiết để hoàn thiện một hệ thống xử lý. Đối với bùn có chứa kim loại nặng kết tủa trong quá trình xử lý hóa học người ta thường cô đặc, sau đó xi măng hóa và thải đi ở các khu vực qui định. Đối với các loại bùn từ bể lắng sơ cấp, thứ cấp người ta có thể xử lý bằng hầm ủ Biogas hoặc quá trình ủ phân compost, sân phơi bùn... tùy điều kiện cho phép. Saân phôi buøn