Tài liệu Tính toán và thiết kệ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4s riverside linh đông, quy mô 1116 căn hộ

Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................3 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN .......................................................4 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.............................................................5 DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................10 DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................12 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................14 PHẦN MỞ ĐẦU ..........................................................................................................15 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................15 2. MỤC TIÊU ........................................................................................................15 3. NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA ĐỒ ÁN .................................................................16 4. PHẠM VI ĐỒ ÁN ............................................................................................. 16 5. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN .......................................................................16 6. Ý NGHĨA ...........................................................................................................17 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI. .....................................................................................18 1.1. NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƢỚC THẢI SINH HOẠT ............................. 18 1.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƢỚC THẢI SINH HOẠT ..........20 1.3. ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC THẢI SINH HOẠT ĐẾN MÔI TRƢỜNG VÀ CON NGƢỜI ...........................................................................................................22 1.3.1. Ảnh hưởng đến môi trường .....................................................................22 1.3.2. Ảnh hưởng đến con người .......................................................................23 1.4. CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM ĐẶC TRƢNG CỦA NƢỚC THẢI ................24 1.4.1. Thông số vật lý ........................................................................................24 1.4.2. Thông số hóa học ....................................................................................24 1.4.3. Thông số vi sinh vật học .........................................................................27 1.5.1. Song chắn rác ..........................................................................................27 1.5.2. Lưới chắn rác ...........................................................................................29 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 6 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. 1.5.3. Bể lắng cát ............................................................................................... 30 1.5.4. Bể lắng .....................................................................................................31 1.5.5. Bể điều hòa .............................................................................................. 33 1.5.6. Bể tách dầu .............................................................................................. 33 1.6. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA LÝ VÀ HÓA HỌC ......................................33 1.6.1. Tuyển nổi .................................................................................................34 1.6.2. Keo tụ tạo bông .......................................................................................34 1.6.3. Hấp phụ ...................................................................................................35 1.6.4. Bể lọc .......................................................................................................35 1.6.5. Phương pháp trung hòa ...........................................................................36 1.6.6. Phương pháp oxy hóa khử .......................................................................36 1.7. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC ............................................................. 36 1.7.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí ............................ 36 1.7.2. Xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí ...............................................45 1.8. GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT Ở VIỆT NAM ............................................................................................. 49 1.8.1. Cụm thiết bị khối V69 ............................................................................49 1.8.2. Cụm thiết bị hợp khối Cn2000 ............................................................... 51 1.8.3. Màng lọc sinh học MBR ........................................................................53 1.9. XỬ LÝ BÙN THẢI ...........................................................................................55 CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CHUNG CƢ 4S RIVERSIDE LINH ĐÔNG VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ..............................................................................56 2.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ ............................................................................................. 56 2.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ..............................................................................57 2.3. CƠ SỞ HẠ TẦNG.........................................................................................58 2.3.1. Tổ chức không gian công trình .............................................................. 58 2.3.2. Hệ thống giao thông ...............................................................................60 2.3.3. Hệ thống xử lý nước thải .......................................................................60 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 7 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. 2.4. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ............................................................. 60 2.4.1. Lưu lượng cần xử lý...............................................................................61 2.1.2. Thành phần và tính chất nước thải của khu dân cư cần xử lý ...............63 2.5. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ..................................................................................65 2.5.1. Phương án 1 ...........................................................................................65 2.5.2. Phương án 2 ...........................................................................................68 2.5.3. Phương án 3 ...........................................................................................71 2.6. SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ................................................74 CHƢƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ DỰ TOÁN KINH TẾ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI...............................................................................78 3.1. SONG CHẮN RÁC .......................................................................................80 3.2. BỂ TIẾP NHẬN ( HỐ THU GOM) ............................................................. 84 3.3. THIẾT BỊ CHẮN RÁC TINH ....................................................................86 3.5. BỂ LẮNG ......................................................................................................93 3.6. BỂ MÀNG SINH HỌC MBR......................................................................99 3.7. BỂ CHỨA BÙN ........................................................................................115 3.8. BỒN CIP ( BỒN CHỨA HÓA CHẤT RỬA MÀNG) ..............................116 3.9. DỰ TRÙ KINH PHÍ .......................................................................................116 3.9.1. Các hạng mục xây dựng ........................................................................116 3.9.2. Chi phí vật tư – thiết bị ..........................................................................118 3.9.3. Chi phí cho công nhân vận hành hệ thống ............................................123 3.9.4. Chi phí điện năng ..................................................................................123 3.9.5. Chi phí hóa chất .....................................................................................124 3.9.6. Chi phí khấu hao....................................................................................125 3.9.7. Chi phí sữa chửa và bảo trì ....................................................................125 3.10. CHI PHÍ XỬ LÝ 1M3 NƢỚC THẢI ......................................................125 CHƢƠNG IV: TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG.................126 4.1. VẬN HÀNH HỆ THỐNG ...........................................................................126 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 8 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. 4.1.1. Vận hành hệ thống không tải ...............................................................126 4.1.2. Vận hành hệ thống trong điều kiện bình thường ..................................127 4.1.3. Các thông số vận hành ..........................................................................129 4.1.4. Vận hành các bể ...................................................................................131 4.2. HƢỚNG DẪN PHA HÓA CHẤT VÀ RỬA MÀNG ...............................133 4.2.1. Hướng dẫn rửa màng ...........................................................................133 4.2.2. Hướng dẫn pha hóa chất .......................................................................134 4.3. SỰ CỐ VÀ KHẮC PHỤC ..........................................................................134 4.3.1. Các vấn đề phát sinh đối với bể màng sinh học MBR.........................134 4.3.2. Sự cố về thiết bị, máy móc ..................................................................136 4.4. CÔNG TÁC BẢO TRÌ VÀ BẢO DƢỠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ ............138 4.4.1. Hệ thống đường ống kỹ thuật và bể chứa .............................................138 4.4.2. Các thiết bị ............................................................................................138 4.5. AN TOÀN LAO ĐỘNG ..............................................................................140 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................143 1. KẾT LUẬN .....................................................................................................143 2. KIẾN NGHỊ ....................................................................................................143 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................145 PHỤC LỤC ................................................................................................................146 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 9 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Song chắn rác. ...........................................................................................28 Hình 1.2 Hình dáng thanh chắn rác...........................................................................28 Hình 1.3 Lưới chắn rác ............................................................................................ 30 Hình 1.4. Bể lắng cát ngang .....................................................................................31 Hình 1.5. Bể lắng cát đứng.......................................................................................32 Hình 1.6 Quá trình tuyền nổi của xử lý nước thải ......................................................34 Hình 1.7 Sơ đồ biểu diễn quá trình tạo bông trong bể keo tụ ......................................35 Hình 1.8 Cánh đồng tưới bãi lọc. ..............................................................................37 Hình 1.9 Quá trình hoạt động sinh học trong hồ sinh học. ..........................................38 Hình 1.10 Sơ đồ hoạt động Bể Aerotank. ..................................................................40 Hình 1.11 Sơ đồ hoạt động Bể SBR. .........................................................................40 Hình 1.12 Bể lọc sinh học. .......................................................................................41 Hình 1.13 Công nghệ xử lý nước thải MBBR. ...........................................................42 Hình 1.14 Các loại giá thể Kaldnes. .........................................................................43 Hình 1.15 Màng lọc sinh học MBR. .........................................................................45 Hình 1.16 Sơ đồ hoạt động bể UASB. ......................................................................47 Hình 1.17 Bể tự họai BASTAF. ...............................................................................47 Hình 1.18 Sơ đồ thiết bị hợp khối V69. ....................................................................49 Hình 1.19 Sơ đồ cụm thiết bị hợp khối Cn2000. ........................................................51 Hình 1.20 Sơ đồ công nghệ cụm bể màng MBR. .......................................................53 Hình 2.1 Vị trí chung cư 4S Linh Đông. ...................................................................56 Hình 2.2 Mặt bằng tổng thể dự án ............................................................................58 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 10 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ phương án 1 ....................................................................66 Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ phương án 2 ....................................................................69 Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ phương án 3. ...................................................................72 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 11 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng ......19 Bảng 1.2 Tải trọng chất bẩn theo đầu người .............................................................. 19 Bảng 1.3 Thống kê khối lượng chất ô nhiễm hằng ngày .............................................20 Bảng 1.4 Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt chưa xử lý.........................21 Bảng 1.5 Thành phần nước thải sinh hoạt chưa xử lý .................................................22 Bảng 1.6 Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường ....................................22 Bảng 1.7 Các loại song chắn rác ...............................................................................28 Bảng 2.1 Hệ số không điều hòa ................................................................................62 Bảng 2.2 Thông số nước thải đầu vào .......................................................................64 Bảng 2.3 Ưu nhược điểm của bể Aerotank ................................................................ 74 Bảng 2.4 Ưu nhược điểm của bể màng sinh học MBR ...............................................74 Bảng 2.5 Ưu nhược điểm của bể MBBR ...................................................................76 Bảng 3.1 Hiệu xuất xử lý từng bể .............................................................................78 Bảng 3.2 Các thông số tính toán cho song chắn rác ...................................................80 Bảng 3.3 Tóm tắt thông số thiết kể mương và song chắn rác ......................................83 Bảng 3.4 Tóm tắt thông số thiết kế bể thu gom .........................................................85 Bảng 3.5 Lựa chọn thông số thiết kế lưới lược rác tinh. .............................................86 Bảng 3.6 Các dạng khuấy trộn của bể điều hòa .........................................................88 Bảng 3.7 Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí.....................................................89 Bảng 3.8 Các thông số thiết kế bể điều hòa ............................................................... 93 Bảng 3.9 Thông số thiết kế bể lắng đứng ..................................................................94 Bảng 3.10 Tóm tắt các thông số thiết kế bể lắng ........................................................98 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 12 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. Bảng 3.11 Thông số kỹ thuật của đơn vị màng ........................................................102 Bảng 3.12 Các kích thước điển hình của bể sinh học hiếu khí xáo trộn hoàn toàn ......104 Bảng 3.13 Các thông số tính toán cho bể màng sinh học MBR .................................114 Bảng 3.14 Thông số thiết kế bể chứa bùn................................................................116 Bảng 3.15 Các hạng mục xây dựng ........................................................................116 Bảng 3.16 Kinh phí thiết bị công nghệ ....................................................................119 Bảng 3.17 Chi phí công nhân vận hành hệ thống .....................................................123 Bảng 3.18 Chi phí tiêu thụ điện năng ......................................................................123 Bảng 3.19 Chi phí xử lý 1m3 nước thải ...................................................................125 Bảng 4.1Các sự cố máy móc thiết bị thường gặp .....................................................137 Bảng 4.2 Lịch bảo trì bảo dưỡng thiết bị bơm .........................................................139 Bảng 4.3 Lịch bảo trì bảo dưỡng thiết bị máy thổi khí .............................................140 SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 13 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l. COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mg/l. DO : Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan, mg/l. F/M : Food/Micro –Tỷ lệ lượng thức ăn và lượng vi sinh vật. N : Nitơ. P : Photpho. QCVN : Quy chuẩn Việt Nam. SBR : Sequencing Batch Reactor – Bể sinh học phản ứng theo mẻ. SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/l. TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. TDS : Total Dissolves Solid – Tổng chất rắn hòa tan, mg/l. TSS : Total Suspended Solid – Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l. UASB : Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor – Bể sinh học kỵ khí. XLNT : Xử lý nước thải. VSV : Vi sinh vật. QĐ-UBND : Quyết định - ủy ban nhân dân. MBR : Membrane bioreactor – màng lọc sinh học. SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 14 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. PHẦN MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm môi trường nước nói riêng đang trở thành vấn đề cấp thiết nhất cho cả nhân loại. Dân số ngày càng gia tăng dẫn đến việc sử dụng nước cũng tăng theo thời gian. Nước được coi là nguồn tài nguyên quý giá vì nó có vai trò quan trọng đối với sự sống con người và các loài sinh vật trên Trái Đất. Việc bảo vệ và sử dụng nguồn nước hợp lý để cung cấp cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất, đáp ứng nhu cầu của hiện tại và thỏa mãn những nhu cầu của tương lai đã và đang là một vấn đề nang giải đối với Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Theo thời gian, kinh tế của Việt Nam ngày càng phát triển dần, các khu đô thị lớn cũng ngày càng nhiều hơn, dân số ở các khu đô thị lớn cũng ngày càng gia tăng. Để có thể đảm bảo được chỗ ở cho người dân cũng như điều kiện môi trường sống tốt mà các khu chung cư ngày càng xuất hiện nhiều hơn, và hiện nay ở TP.HCM đã có khoảng 1000 khu chung cư đi vào hoạt động với quy mô diện tích khác nhau. Ở các khu chung cư hiện nay số lượng người sống là tương đối nhiều nên lượng nước cung cấp cho các khu chung cư cũng tương đối lớn, vì thế mà lượng nước thải khu chung cư thải ra là khá nhiều, khoảng bằng 80% lượng nước cấp cho người dân sử dụng. Tuy nhiên, vấn đề xử lý nước thải khu chung cư hiện nay vẫn còn rất nhiều hạn chế và chưa được giám sát chặt chẽ. Vì vậy mà vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng hơn ở các khu vực này. Theo quyết định số 5093/QĐ-UBND ngày 12/11/2007 của UBND thành phố về việc chuyển mục đích sử dụng đất tại phường Linh Đông – Thủ Đức. Quyết định số 140/QĐ-SXD-PTN ngày 24/08/2009 về việc phê duyệt dự án đầu tư xây dựng chung cư Linh Đông tại phường Linh Đông – Quận Thủ Đức và một số pháp lý khác dự án chung cư 4S Riverside Linh Đông - dự án căn hộ sang trọng ven sông 3 hecta được tiến hành xây dựng tại phường Linh Đông – Quận Thủ Đức. Chung cư 4S Riverside Linh Đông được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu cuộc sống cho người dân. Để góp phần bảo về môi trường chung cho cả cộng đồng và khu vực, hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho khu chung cư là một công trình không thể thiếu. Vì vậy, em đã lựa chọn và thực hiện đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP. HCM” nhằm góp phần nhỏ vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước hiện nay. 2. MỤC TIÊU SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 15 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, phường Linh Đông, quận Thủ Đức, TP.HCM. Nước thải sau khi xử lý đạt QCVN14:2008/BTNMT cột A, thải ra sông Gò Dưa của nhánh sông Sài Gòn. 3. NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA ĐỒ ÁN Tổng quan về nước thải sinh hoạt và xử lý nước thải sinh hoạt. Tìm hiểu về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, cơ sở hạ tầng của chung cư 4S Riverside Linh Đông, phường Linh Đông, quận Thủ Đức, TP.HCM. Xác định đặc tính nước thải: lưu lượng, thành phần, tính chất, nguôn xả thải. Đưa ra các phương án xử lý và lựa chọn phương án xử lý hiệu quả, thích hợp nhất để thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu chung cư. Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt trên dây chuyền công nghệ đã đề xuất chi tiết. Dự toán chi phí xây dựng, hóa chất, thiết bị, chi phí vận hành và trạm xử lý nước thải. Tổ chức quản lý và vận hành hệ thống. 4. PHẠM VI ĐỒ ÁN Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, phường Linh Đông, quận Thủ Đức, TP.HCM. 5. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN Phương pháp thực tế: thu thập số liệu về dự án chung cư, điều kiện tự nhiên, vị trí, cơ sở hạ tầng. Phương pháp tổng hợp tài liệu và xử lý các tài liệu cần thiết cho đề tài một cách thích hợp nhất. Phương pháp kế thừa: để thực hiện đề tài phải tham khảo các đề tài liên quan đã thực hiện. Phương pháp trao đổi ý kiến: trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về các vấn đề có liên quan. Phương pháp tính toán: sử dụng các công thức toán học đề tính toán các công trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống. SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 16 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. Phương pháp đồ họa: dùng phần mền Autocard để mô tả các công trình thành phần của hệ thống xử lý nước thải. 6. Ý NGHĨA Nước thải sinh hoạt chung cư gồm có 2 loại: Nước nhiễm bẩn do bài tiết của con người từ nhà vệ sinh chứa hàm lượng N, P cao và nước nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt từ quá trình hoạt động của con người thường chứa hàm lượng BOD, SS, dầu mỡ cao. Nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Bên cạnh đó, cùng với chủ trương bảo vệ môi trường của Nhà nước – Căn cứ “Nghị định số 175/CP, ngày 18/10/1994 của Thủ tướng Chính phủ về Hướng dẫn thi hành luật Bảo vệ môi trường, nhằm tăng cường công tác bảo vệ môi trường trên toàn lãnh thổ” thì việc nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các công ty, nhà máy, khu công nghiệp, khu đô thị, khu dân cư, khu quy hoạch là vấn đề cấp thiết, vừa tuân thủ luật lệ của Nhà nước vừa góp phần bảo vệ môi trường và bảo vệ sức khỏe của cả cộng đồng.  Ý nghĩa khoa học: Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, phường Linh Đông, quận Thủ Đức, TP.HCM. Từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn. Giúp công tác quản lý hiệu quả và dễ dàng hơn.  Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài góp phần vào việc tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông và sẽ được nghiên cứu, bổ sung để phát triển cho các khu chung cư khác tương tự trên cả nước. Hạn chế việc xả thải bừa bãi, làm suy thoái và ô nhiễm tài nguyên nước và môi trường xung quanh. Nước thải sau khi xử lý có thể tái sử dụng tại chỗ. Cung cấp cho hệ thống tưới cây, làm mát máy móc, xả nước tolet,….Tiết kiệm được 1 phần chi phí về việc sử dụng nước cho toàn khu chung cư. SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 17 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI. 1.1. NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƢỚC THẢI SINH HOẠT Nước thải sinh hoạt là nước thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,…Được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác. Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt tại khu chung cư chủ yếu là từ quán trình sinh hoạt của dân cư tại: - Khu căn hộ cao cấp. Khu thương mại và dịch vụ. Các cán bộ, công nhân viên phục vụ. Các hoạt động chế biến thực phẩm của các nhà hàng, nhà ăn… Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan(thông qua các chỉ tiêu BOD5/COD), các chất dinh dưỡng(nitơ, photpho), các vi trùng gây bệnh(E.Coli, Coliform…). Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: lưu lượng nước thải và tải trọng chất bẩn tính theo đầu người. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu quy hoạch phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiểu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư đô thị phụ thuộc vào nhà máy cung câp nước hay các trạm cung cấp nước hiện có thường là từ 100 – 250 l/người/ngày(đối với các nước đang phát triển) và từ 150 đến 500 l/người/ngày(đối với các nước phát triển). Tiêu chuẩn cấp nước đô thị đối với nước ta hiện nay dao động từ 120 – 180 l/người/ngày. Đối với khu vực nông thôn và ngoại ô, tiêu chuẩn cấp nước là 50 – 120 l/người/ngày. Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt lấy bằng 80% - 100% tiêu chuẩn cấp nước. Ngoài ra lượng nước thải sinh hoạt còn phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết và tập quán sinh hoạt của người dân. Lượng nước thải sinh hoạt tại các cơ sở dịch vụ, công trình công cộng phụ thuộc vào các loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ trong đó. SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 18 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nƣớc của một số cơ sở dịch vụ và công trình công cộng Nguồn nƣớc thải Đơn vị tính Nhà ga, sân bay Hành khách Khách sạn Khách Lƣu lƣợng, l/ngày 7,5 – 15 152 – 212 Nhân viên phục vụ 30 – 45 Nhà ăn Người ăn 7,5 – 15 Siêu thị Người làm việc 26 – 50 Bệnh viện Giường bệnh 473 – 908 Nhân viên phục vụ 19 – 56 Trường đại học Sinh viên 56 – 113 Bể bơi Người tắm 19 – 45 Khu triễn lãm, giải trí Người tham quan 15 - 30 (Nguồn: Metcalf & Eddy. Wasterwater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. Third Eđition, 1991) [1] Bảng 1.2 Tải trọng chất bẩn theo đầu ngƣời Hệ số phát thải Các quốc gia gần gũi với Việt Nam Theo tiêu chuẩn Việt Nam Chất rắn lơ lửng (SS) 70 – 145 50 – 55 BOD5 đã lắng 45 – 54 25 – 30 Chỉ tiêu ô nhiễm SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 19 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. BOD20 đã lắng - 30 – 35 COD 72 – 102 - N-NH4+ 2.4 – 4.8 7 Photpho tổng 0.8 – 4 1.7 Dầu mỡ 10 – 30 - (Nguồn: Giáo trình Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – tính toán thiết kế công trình, Lâm Minh Triết và Cộng sự, 2004) [3] Bảng 1.3 Thống kê khối lƣợng chất ô nhiễm hằng ngày Tải lƣợng Thông số Thông số (g.ngƣời/ngày) Tải lƣợng (g. ngƣời/ngày) BOD5 45-54 Amoni 2,4 - 4,8 COD 72-102 Tổng coliform 106-109 Chất rắn lơ lửng (SS) 70-145 Fecal coliform 105 -106 Dầu mỡ phi khoáng 10-30 Tổng số vi khuẩn 109 -1010 Tổng photpho 0,8-4 Tổng nitơ 6-12 (MPN /100ml) Trứng giun sán 103 (Nguồn: Rapic Environmental Assessment WHO -1992. [2] 1.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƢỚC THẢI SINH HOẠT Đặc điểm của nước thải sinh hoạt gồm hai loại: - Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh. Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ bếp, các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà. Nước thải sinh hoạt thường từ 80% đến 100% số lượng nước cấp được cấp cho sinh hoạt. Đặc tính và thành phần nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh ra nước thải SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 20 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. này đều giống nhau. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có cả các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein (40-50%); hydratcarbon(40-50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; các chất béo(510%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450 mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ngoài ra, nước thải sinh hoạt chứa các thành phần dinh dưỡng rất cao. Nhiều trường hợp lượng chất dinh dưỡng vượt quá nhu cầu phát triển của vi sinh vật dùng trong phương pháp xử lý sinh học. Trong các công trình xử lý sinh học, lượng dinh dưỡng cần thiết trung bình tính theo tỷ lệ BOD5 : N = 100 : 5 : 1. Bảng 1.4 Nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc thải sinh hoạt chƣa xử lý Nồng độ Các chỉ tiêu Nhẹ Trung bình Nặng Chất rắn tổng cộng, mg/l 350 720 1200 Tồng chất rắn hòa tan,mg/l 250 500 850 Chất rắn lơ lửng, mg/l 100 220 350 5 10 20 BOD5 ,mg/l 110 220 400 Tổng cacbon hữu cơ, mg/l 80 160 210 COD,mg/l 250 500 1000 Tổng N, mg/l 20 40 85 Tổng P, mg/l 4 8 15 Clorua ,mg/l 30 50 100 Sunfat,mg/l 20 30 50 Độ kiềm(theoCaCO3), mg/l 50 100 200 Dầu mỡ,mg/l 50 100 150 106÷ 107 107 ÷108 107 ÷108 <100 100÷400 >400 Chất rắn lắng được,mg/l Coliform, mg/l Chất hữu cơ bay hơi,µg/l SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 21 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. (Nguồn: Metcalf & Eddy. Wasterwater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. Third Eđition, 1991).[1] Bảng 1.5 Thành phần nƣớc thải sinh hoạt chƣa xử lý STT Thành phần nƣớc thải Đơn vị Nồng độ 1 Ph - 6.8 – 7.8 2 SS Mg/l 100 – 220 3 BOD Mg/l 110 – 250 4 COD Mg/l 250 – 500 5 N (NO3-) Mg/l 20 – 40 6 Photsphat (PO4-) Mg/ll 10 – 20 7 Tổng coliform MNP/100ml 106 - 109 (Nguồn: giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, 2005).[4] 1.3. ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC THẢI SINH HOẠT ĐẾN MÔI TRƢỜNG VÀ CON NGƢỜI 1.3.1. Ảnh hƣởng đến môi trƣờng Các chất bẩn trong nước thải là tác nhân tác động trực tiếp đến môi trường đó là các chất lơ lững, các chất hữu cơ phân hủy sinh học, vi khuẩn gây bệnh, chất hữu cơ khó phân hủy, chất nuôi dưỡng(N – P). Bảng 1.6 Ảnh hƣởng của nƣớc thải sinh hoạt đến môi trƣờng Tác động đến môi trƣờng Chất ô nhiễm Chất rắn lơ lửng(SS) Gây ra sự lắng đọng bùn và điều kiện kỵ khí trong môi trường nước. SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 22 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. Hợp chất hữu cơ phân rã sinh học Gây ra phân hủy sinh học dẫn đến sử dụng quá lượng oxy mà nguồn nước có thể tiếp nhận dẫn đến các điều kiện không thích hợp. Vi khuẩn gây bệnh (Pathogens) Truyền bệnh cho cộng đồng. Chất dinh dưỡng Có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng Các chất hữu cơ khó phân hủy Có thể gây ra mùi và vị, có thể là chất độc hoặc chất gây ung thư. Các chất vô cơ hòa tan Ảnh hưởng đến việc sử dụng lại nguồn nước thải. Nước thải sinh hoạt nếu không được kiểm soát, quản lý và xử lý một cách hợp lý sẽ gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho môi trường cũng như cho con người. COD, BOD5: Sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu nước ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân hủy yếm khí sẽ sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3, CH4…làm cho nước có mùi hôi, thối, làm giảm pH của môi trường. - SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây ra điều kiện yếm khí. - Vi trùng gây bệnh: Gây ra các bệnh lan truyền từ đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da… - Tổng P và N: Gây ra sự phú nhưỡng trong nước. - Dầu mỡ: Tạo thành bọt trôi nổi gây mất thẫm mỹ của nguồn nước tự nhiên, gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt. - Màu: Gây mất mỹ quan nguồn nước. 1.3.2. Ảnh hƣởng đến con ngƣời - Ở nhiều vùng nghèo khổ trên thế giới nước thải sinh hoạt không được xử lý mà quay lại vòng tuần hoàn của nước. Do đó, bệnh tật có điều kiện lây lan và gây ô nhiễm môi trường. Nước thải không được xử lý chảy vào sông rạch và ao hồ gây thiếu hụt oxy làm cho nhiều loài động vật và cây cỏ không thể tồn tại. SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 23 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. Trong năm 2008, có khoảng 2.6 tỷ người không thể tiếp cận với các công trình vệ sinh. Đây là nguyên nhân tại sao các thành phố nước bị ô nhiễm nặng nề bởi các chất bài tiết của con người. Tình trạng trên dẫn đến một số loại bệnh về sức khỏe của con người như: bệnh hàn, kiết lị, viêm gan và bệnh giun sán. Mỗi ngày trên thế giới có khoàng 4000 trẻ em thiệt mạng vì nước sinh hoạt không an toàn và công tác vệ sinh yếu kém. Trước tình trạng trên, Tổng Thư Ký Liên Hợp Quốc chọn đề tài “Nước sạch cho một thế giới khỏe mạnh” cho ngày Nước thế giới năm 2010, nhằm kêu gọi cộng đồng dân cư trên toàn thế giới hãy quan tâm hơn nữa đến việc khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước. 1.4. CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM ĐẶC TRƢNG CỦA NƢỚC THẢI 1.4.1. Thông số vật lý  Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nước SS có thể có bản chất là: - Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét) Các chất hữu cơ không tan Các vi sinh vật(vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…) Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cảm trở hay tiêu tốn them nhiều hóa chất trong quá trình xử lý  Mùi Hợp chất gây mùi đặt trưng nhất là H2S(mùi trứng thối). Các hợp chất khác: indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S.  Độ màu Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng là mgPt/L(thang đo Pt – Co). Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể sử dụng để dánh giá trạng thái chung của nước thải. 1.4.2. Thông số hóa học  Độ pH của nƣớc SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 24 Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho chung cư 4S Riverside Linh Đông, Quận Thủ Đức, TP.HCM, quy mô 1116 căn hộ. pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng để thể hiện tính axit và tính kiềm của nước. Độ pH của nước có liên quan đến dạng tồn tại của kim loại và khí hóa tan trong nước. pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả các quá trình xử lý nước. Độ pH có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường.  Nhu cầu oxy hóa học(COD) Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng phương pháp hóa học(sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh). Về bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và vi sinh vật. COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp.  Nhu cầu oxy sinh học(BOD) Thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 200C, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy và vi khuẩn hiếu khí. Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày. Thông số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học(cacbonhydrat, protein, lipit…). BOD là một thông số quan trọng: - Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước và nước thải. - Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thủy vực thiên nhiên. - Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục vụ công tác quản lý môi trường.  Oxy hòa tan(DO) Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để duy trì các tiến trình trao đổi chất. Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ các quá trình hóa sinh học trong nước: SVTH: Bùi Như Phượng GVHD: Th.S Trần Thị Vân Trinh MSSV: 0450020456 25