LỜI MỞ ĐẦU Nước khởi nguồn cho sống, nước nhu cầu thiếu với loài sinh vật kể người Chất lượng môi trường nước ảnh hưởng trực tiếp lên sức khỏe sống loài Hiện nhu cầu sống dần bị đe dọa nghiêm trọng Bên cạnh lượng nước bị thâm hụt sử dụng nước bừa bãi không mục đích làm chất lượng nước suy giảm trầm trọng, mà nguyên nhân ý thức người Hằng ngày lượng nước thải xả trực tiếp gián tiếp môi trường mà chưa qua xử lý gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước Hậu trước tiên gây cân sinh thái, sô loài sinh vật bị tuyệt chủng không thích nghi với nguồn nước bị ôn nhiễm Tiếp đến ảnh hưởng đên sống người Nước bị ô nhiễm gây bệnh: da liễu, đường ruột… hơ bệnh mà giới chưa có phương thức cứu chữa: ung thư… Chính vi mà ngành công nghiệp xử lý nước thải cần phải đáp ứng nhu cầu khoa học - kỹ thuật, phát triển số lượng nhà máy để giảm thiệu tác động nước thải đến môi trường Xử lý nước thải vấn đề quan trọng tổ chức, nhà máy, doanh nghiệp Việc dây dựng hệ thống xử lý nước thải tiến hành gần với nơi mà tạo Trong năm gần đây, đầu tư vào lĩnh vực thoát nước xử ký nước thải đòi hỏi lượng vốn đầu tư lớn đa phần đô thị lớn vừa có dự án thoát nước vệ sinh môi trường với quy mô khác Tuy nhiên, hệ thống thoát nước đô thị đầu tư qua nhiều thời kỳ khác nhau, nhiều công trình xuống cấp, khả tiêu thoát kém, gây ô nhiễm môi trường Bên cạnh lợi ích to lớn từ trình phát triển kinh tế, xã hội đời sống người dân ngày nâng cao vấn đề ô nhiễm môi trường đã, nảy sinh tác động tiêu cực đến đời sống xã hội sức khỏe người dân Thực chủ chương xây dựng Nông thôn Đảng Nhà nước, số vùng nông thôn Việt Nam triển khai tốt công tác này, đem lại thay đổi tích cực mặt kinh tế, xã hội vệ sinh môi trường CHƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở VIỆT NAM BỐI CẢNH VÀ YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Cơ sở pháp lý phát triển ngành cấp thoát nước- Môi trường nước Việt Nam - Luật Bảo vệ môi trường, Luật Tài nguyên nước, Nghị số 41 Bộ Chính trị Nghị định, văn Chính phủ, bộ, ngành hướng dẫn triển khai luật hay chiến lược - Chiến lược Quốc gia nước vệ sinh môi trường nông thôn - Hệ thống tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường tiêu chuẩn ngành thiết lập ngày đường hoàn thiện, bổ sung, chỉnh sửa - Thủ tướng Chính phủ phê duyệt "Định hướng Quy hoạch tổng thể phát triển đô thị đến năm 2020" Quyết định số 10/1998/QĐ-TTg ngày 23-1-1998, xác định phương hướng xây dựng phát triển đô thị địa bàn nước vùng đặc trưng: Hiên có khoảng 754 đô thị khoảng 1000 đô thị vào năm 2025 - Mới đây, Thủ tướng Chính phủ có Quyết định số 1929/QĐ-TTg 1930/QĐ-TTg ngày 20/11/2009 phê duyệt định hướng phát triển cấp, thoát nước đô thị Khu công nghiệp (KCN) Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2050 nhiều văn chiến lược khác Quyết định 328/2005/ QĐ-TTg ngày 12 tháng 12 năm 2005 kiểm soát ô nhiễm, Nghị Định CP số 88/2007/NĐ CP, ngày 28-5-2007 Thoát nước Đô thị Khu Công nghiệp, Điều đỏi hỏi ngành Nước mà cụ thể Cấp Thoát nước-Kỹ thuật môi trường phải góp phần thực - Quyết định số 104 ngày 25-8-2000 Thủ tướng Chính Phủ Về việc phê duyệt Chiến lược quốc gia cấp nước vệ sinh nông thôn đến năm 2020 chương trình mục tiêu Quốc gia cấp nước vệ sinh nông thôn 2006-2010, 2011-2015 - Mục tiêu Chiến lược phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 ghi rõ kết cấu hạ tầng môi trường đô thị, công nghiệp, nông thôn: “Kết cấu hạ tầng tương đối đồng bộ, với số công trình đại Tỷ lệ đô thị hóa đạt 45% Số xã đạt tiêu chuẩn nông thôn khoảng 50%.” “Cải thiện chất lượng môi trường Đến năm 2020, đưa tỷ lệ che phủ rừng lên 45% Hầu hết dân cư thành thị nông thôn sử dụng nước hợp vệ sinh 100% sở sản xuất, kinh doanh áp dụng công nghệ trang bị thiết bị giảm ô nhiễm, xử lý chất thải; 80% sở sản xuất kinh doanh có đạt tiêu chuẩn môi trường Các đô thị loại trở lên tất khu công nghiệp, khu chế xuất có hệ thống xử lý nước thải tập trung 95% chất thải rắn thông thường, 85% chất thải nguy hại 100% chất thải y tế xử lý đạt tiêu chuẩn Cải thiện phục hồi môi trường khu vực bị ô nhiễm nặng Hạn chế tác hại thiên tai Chủ động ứng phó có hiệu với biến đổi khí hậu, đặc biệt nước biển dâng” Theo Điều chỉnh Định hướng phát triển thoát nước đô thị khu công nghiệp Việt Nam đến năm 2025 tầm nhìn đến năm 2050 (phê duyệt theo QĐ số 589/QĐ-Ttg ngày 06/4/2016) đặt mục tiêu tổng quát: Phát triển hệ thống thoát nước ổn định đồng bao gồm xây dựng mạng lưới thu gom, chuyển tải nhà máy xử lý nước thải theo giai đoạn, phù hợp với quy hoạch cấp thẩm quyền phê duyệt, phát huy tối đa công suất thiết kế nhà máy xử lý nước thải bảo đảm hiệu quản lý đầu tư xây dựng Mục tiêu cụ thể đến năm 2020 là: 15% đến 20% tổng lượng nước thải đô thị thu gom xử lý đạt tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật trước xả môi trường; đến năm 2025 là: 50% tổng lượng nước thải đô thị loại II trở lên 20% đô thị từ loại V trở lên thu gom xử lý đạt tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật trước xả môi trường Theo tài liệu điều tra, khảo sát, thống kê thoát nước xử lý nước thải đô thị, tỷ lệ bao phủ mạng lưới thoát nước đô thị nước ta đạt khoảng 30 - 70%, tỉ lệ nước thải đô thị thu gom xử lý đạt từ 12 15% lượng nước thải phát sinh Đặc biệt, có chênh lệch lớn mức độ bao phủ hệ thống thoát nước xử lý nước đô thị mức độ quan tâm lực đầu tư khác Tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, đời nhiều cụm dân cư, nhiều khu đô thị phát sinh lượng lớn nước thải xả môi trường Ngoài ra, nhiều dự án thoát nước đầu tư xây dựng từ nguồn vốn vay hỗ trợ phát triển (ODA) chưa phát huy hiệu để bảo vệ môi trường việc đầu tư chưa đồng công trình xử lý với mạng lưới thu gom trình độ quản lý, vận hành hệ thống chưa đáp ứng yêu cầu thực tế… Do vậy, ô nhiễm môi trường nước thải đô thị vấn đề gây xúc cho toàn xã hội, ảnh hưởng đến môi trường sống phát triển kinh tế - xã hội đất nước Quá trình đô thị hóa từ 1990 đến dự báo tương lai Từ ngày tháng năm 2009, phân loại đô thị tiến hành theo Nghị định số 42/2009/NĐ-CP ban hành ngày 07 tháng năm 2009 (Nghị định thay Nghị định 72/2001/NĐ-CP ban hành ngày 05 tháng 10 năm 2001) Bảng Diễn biến trình đô thị hóa nước ta 25 năm qua dự báo đến năm 2020 Nă m 986 990 199 000 005 009 010 ( Dự đô thị loại 80 550 00 49 89 54 (Dự báo) báo) Số 202 60 - Dâ n số đô thị (triệu 1,87 người) Tỷ lệ dân số 9,3 3,77 14, 938 0,0 9,47 20, 75 2,6 4,18 5,4 6,7 0,4 9,6 3,0 46,0 45,0 đô thị tổng dân số(%) - Tổng số dân Việt nam vào ngày 01 tháng năm 2009 85.789.573 người, có 25.374.262 người cư trú khu vực thành thị, chiếm 29,6% Chiến lược phát triển đô thị đến năm 2020: Thủ tướng Chính phủ phê duyệt "Định hướng Quy hoạch tổng thể phát triển đô thị đến năm 2020" Quyết định số 10/1998/QĐ-TTg ngày 23-1-1998, xác định phương hướng xây dựng phát triển đô thị địa bàn nước vùng đặc trưng: Hiên có khoảng 754 đô thị Tới năm 2025 Việt Nam có khoảng 1000 đô thị Bảo vệ môi trường, cảnh quan thiên nhiên, giữ gìn cân sinh thái đô thị: Xây dựng trì khung bảo vệ thiên nhiên địa bàn nước Khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên vào mục đích cải tạo đô thị Có biện pháp xử lý, tái sử dụng chất thải sinh hoạt sản xuất công nghệ thích hợp Quá trình công nghiệp hóa - Phát triển khu công nghiệp, khu chế xuất, khu kinh tế (KCN,KCX,KKT): Tính từ năm 1991 đến hết tháng 9/2009, trải qua 18 năm xây dựng phát triển, nước thành lập 223 KCN, phân bố 54 tỉnh, thành phố nước Trong số 223 khu công nghiệp, khu chế xuất (KCN-KCX) Chính Phủ phê duyệt thành lập, có 120 KCN-KCX vào hoạt động, 100 KCN trình xây dựng Tỷ lệ lấp đầy trung bình đạt khoảng 50% [1] Ngoài KCN-KCX, có: + Khoảng 1700 cụm công nghiệp (CCN) phê duyệt, có 700 CCN đưa vào hợt động, + 34 khu kinh tế (KKT), có 11 KKT ven biển, 23 KKT cửa khẩu.Đến năm 2015 có tổng số 40 KKT Như tới có khoảng 1900 KCN, CCN, 34 KKT Theo Quyết định 1107/QĐ-TTg ngày 21-8-2006, đến 2015 nước ta có thêm 115 KCN mở rộng 27 KCN có Các doanh nghiệp hay xí nghiệp công nghiệp nói chung: Nếu kể đơn vị KCN, KCX, CCN, KKT, toàn quốc có khoảng 500 000 doanh nghiệp Dự kiến đến năm 2020 có khoảng 600 000 doanh nghiệp Ngoài nước ta có khoảng 1450 làng nghề sản xuất tiểu thủ công nghiệp THỰC TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở VIỆT NAM Hiện trạng công nghệ xử lí nước cấp sinh hoạt va công nghiệp 2.1.1 Công nghệ áp dụng Hiện đô thị sử dụng nguồn nước mặt nước ngầm Ngoài ra, số hộ vùng ven đô nông thôn có sử dụng nước mưa Trong toàn quốc, tỷ lệ sử dụng nguồn nước mặt khoảng 60%, nước ngầm khoảng 40% Các thành phố lớn, nhà máy nước (NMN) có công suất từ vài chục ngàn m3/ngđ tới vài trăm ngàn m3/ngđ: NMN Thủ Đức (TP HCM) có tổng công suất 1.200.000 m3/ngđ, NMN ngầm Hà Nội có công suất từ 30.000 - 60.000 m3/ngđ (thường chia thành đơn nguyên 30.000 m3/ngđ, xây dựng thành đợt, NMN Sông Đà 600.000 m3/ngđ, giai đoạn xây dựng đơn nguyên 300.000 m3/ngđ hoạt động Tại thành phố, thị xã trực thuộc tỉnh, nhà máy nước có công suất phổ biến từ 10.000 m3/ngđ tới 30.000 m3/ngđ Các trạm cấp nước thị trấn thường có công suất từ 1000 m3/ngđ tới 5000 m3/ngđ, phổ biến xung quanh 2000 m3/ngđ Công nghệ công trình xử lý nước Công nghệ xử lý nước mặt phổ biến keo tụ + lắng + lọc nhanh trọng lực + khử trùng Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu khử sắt ( khử mănggan) phương pháp làm thoáng + lắng tiếp xúc + lọc nhanh trọng lực + khử trùng Các công trình đơn vị trạm xử lý đa dạng: Các công trình keo tụ ( đa số dùng phèn nhôm, PAC) với bể trộn đứng, trộn khí, bể tạo có vách ngăn zic zac, tạo có tầng cặn lơ lửng, tạo kiểu khí Các công trình lắng: bể lắng đứng ( cho trạm công suất nhỏ) bể lắng ngang thu nước cuối bể, thu nước bề mặt sử dụng rộng rãI dự án thành phố, thị xã, bể lắng ngang lamen ( công nghệ Pháp) sử dụng tỉnh miền núi phía Bắc: Lao Cai, Yên BáI, Phú Thọ, Hoà Bình, Hưng Yên san bay Đà Nẵng Loại bể phổ biện số địa phương khác Bể lắng Pulsator ( công nghệ Pháp) dùng Nam Định, Cần Thơ bể lắng ly tâm ( TháI Bình) loại bể lằng sử dụng Các công trình lọc: Bể lọc nhanh trọng lực ( lọc hở với vật liệu lọc cát) dùng rộng rãi Bể lọc AQUAZUR-V ( Công nghệ Pháp) dùng nhiều dự án cấp tỉnh, thành phố ( Kiểu AQUAZUR-V, không mua quyền Degrémont) Khử trùng: phổ biến dùng clo lỏng, số trạm nhỏ dùng nước giaven ôzôn Trạm bơm đợt 2: số trạm dùng máy biến tần để điều khiển chế độ hoạt động máy bơm, vài nơi có dùng đài nước trường hợp địa hình thuận lợi, số nơi tận dụng đài nước có trước Các công trình làm thoáng: Phổ biến dùng tháp làm thoáng tự nhiên ( Dàn mưa), số dùng thùng quạt gió ( làm thoáng cưỡng bức), số trạm khác dùng tháp làm thoáng tải trọng cao theo nguyên lý làm việc Ejector Chất lượng nước sau xử lý hầu hết đạt tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn cuả tổ chức y tế giới Một số nhà máy vài tiêu chưa đạt măng gan, amôni, arsenic Cấp nước nông thôn - Các loại mô hình cấp nước sinh hoạt nông thôn Người dân nông thôn Việt Nam tuỳ điều kiện sử dụng loại nguồn nước (nước mưa, nước ngầm nước mặt) cho nhu cầu cấp nước phục vụ sinh hoạt Từ đặc điểm riêng biệt vùng nông thôn Việt Nam tồn loại hệ thống công trình cấp nước bản: + Các công trình cấp nước phân tán: Các công trình cấp nước nhỏ lẻ truyền thống phục vụ cho hộ gia đình, nhóm hộ dùng nước hay cụm dân cư sống độc lập, riêng lẻ mật độ thấp + Các công trình cấp nước theo kiểu công nghiệp tập trung: Hệ thống dẫn nước tự chảy hệ thống bơm dẫn nước phục vụ cho thị trấn, thị tứ, cụm dân cư sống tập trung xã Đánh giá công nghệ hoạt độngquản lý vận hành xử lý nước cấp Các nhà máy nước đô thị công nghiệp thiết kế, xây dưng với công nghệ phù hợp Trang thiết bị công nghệ ngày đại hóa.Tới tất đô thị loại III trở lên khoảng 30% số đô thị loại IV V (thị trấn huyện lỵ) đầu tư nâng cấp cải tạo, theo công nghệ-thiết bị mới, đại Đã cấp nước máy cho 70% dân đô thị 190 KCN tập trung Chất lượng quản lý, vận hành nhà máy nước/các công ty Cấp nước địa phương nâng lên nhiều so với trước Tuy nhiên việc lập kế hoạch bảo dưỡng, vận hành lỗ hổng so với nước công nghiệp phát triển Các nhà máy nước mặt chưa lường hết tình vận hành khác biến động chất lượng nước đầu vào vào theo mùa, ô nhiễm nguồn nước Do chất lượng nước sản xuất chưa đạt yêu cầu, khách hàng kêu ca Đối với trạm cấp nước tập trung nông thôn, nhiều nguyên nhân, nguyên nhân quan trọng chế tổ chức quản lý, chưa tính đúng, tính đủ chi phí vận hành nên nhiều công trình với chi phí đầu tư lớn vận hành thời gian ngắn dừng không vận hành, hoạt động Vấn đề quản lý chất lượng nước cấp sinh hoạt nông thôn (QLCLNSHNT) vấn đề cần lưu tâm Hiện Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn phê duyệt dự án bắt đầu thực thi Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải đô thị công nghiệp Xử lý nước thải sinh hoạt đô thị Đối với nước thải đô thị, khu dân cư, hầu hết sử dụng bể tự hoại xử lý chỗ thuộc hộ gia đình Các bể tự hoại xây dựng thời Pháp thuộc có 10 Công nghệ xử lý nước thải AFBR Giới thiệu chung Công nghệ AFBR (Advance Fixed Bed Reactor) công nghệ GREE phát triển từ công nghệ FBR (Fixed Bed Reactor) bổ sung hệ thống sensor cảm biến DO hệ thống điều khiển tự động hệ thống cung cấp dưỡng khí gíup điều chỉnh hàm lượng oxi nước nồng độ tối ưu đem lại hiệu xử lý vượt trội đồng thời tiết kiệm điện tiêu thụ Công nghệ FBR (Fixed Bed Reactor) công nghệ GREE ứng dụng để xử lý chất hữu hòa tan có nước thải số chất vô H2S, sunfit, ammonia, nitơ… Dựa sở hoạt động vi sinh vật phân hủy chất hữu gây ô nhiễm làm thức ăn để sinh trưởng phát triển, hệ thống FBR (Fixed Bed Reactor) áp dụng tích hợp trình sinh học bùn hoạt tính lơ lửng, trình tuỳ nghi khử nitơ phốt trình vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám vật liệu tiếp xúc đặt hệ thống Điều kiện để áp dụng trình FBR (Fixed Bed Reactor) đòi hỏi cần có phân lập phối hợp cộng sinh hiệu chủng vi sinh: Chủng vi sinh hoạt tính lơ lửng: achromobacter, alcaligenes, arthrobacter, citromonas, flavobacterium, zoogloea… 24 Chủng vi sinh tuỳ nghi: nitrosomonas, nitrobacter, nitrosospira, dethiobacillus, siderocapsa, methanonas, spirillum, denitrobacillus, moraxella, thiobacillus, pseudomonas … Chủng vi sinh dính bám: arcanobacterium pyogenes, staphylococcus aureus, staphylococcus hyicus, streptococcus agalactiae, Corynebacterium Trong trình vận hành hệ thống xử lý nước thải, chi phí vận hành đáng kể chi phí điện hoá chất tiêu thụ Hệ thống phân phối khí bọt mịn hệ thống AFBR GREE thiết kế tăng lượng ôxy hoà tan nước lên đến 28% Quá trình thực đạt hiệu cao tiết kiệm điện tiêu thụ cho hệ thống cung cấp dưỡng khí khoảng 40% Hơn nữa, AFBR giảm thiểu việc sử dụng hoá chất cách tăng nồng độ MLSS chủng vi sinh nuôi cấy Hệ thống AFBR GREE có khả điều chỉnh giảm công suất máy thổi khí thời gian đầu dự án vào trình hoạt động mà chưa hoạt động hết công suất giúp tiết kiệm chi phí vận hành bảo trì mức thấp Phạm vi ứng dụng Công nghệ AFBR thích hợp ứng dụng lĩnh vực sau: 25 Xử lý nước thải cao ốc, khách sạn resort chung cư nhằm tiết kiệm diện tích xây dựng giảm chi phí vận hành hệ thống Kết hợp với công nghệ hoá lý hoá học hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Kết hợp với công nghệ ABNR (Advance Biological Nutrient Removal) xử lý nước thải ngành thực phẩm có hàm lượng hữu cao Bảng So sánh ưu khuyết điểm công nghệ xử lý nước thải có Các công nghệ xử lý nước thải Ưu điểm Nhược điểm Công nghệ hiếu khí truyền thống Aerotank Vận hành dễ dàng Quy trình công nghệ đơn giản Chiếm nhiều diện tích xây dựng Chi phí vận hành cao Lượng bùn dư sinh lớn khiến chi phí xử lý bùn thải cao Công nghệ AAO (Anerobic Anoxic Oxic) Khả khử chất hữu cơ, Nitơ Phốt tốt Quá trình kỵ khí Anerobic phát sinh mùi hôi gây khó khăn việc kiểm soát mùi hôi vị trí kín gió tầng hầm vị trí để xe 26 khu vực dự án Công nghệ MBR (Membrane Bio Hoạt động ổn định, hiệu khử cặn SS cao Diện tích lắp đặt hệ thống nhỏ công nghệ Aerotank AAO Chi phí đầu tư ban đầu cao công nghệ có Chi phí điện vận hành cao Cần phải thay màng lọc membrane định kỳ 36 tháng trình vận hành tốn phức tạp Công nghệ AFBR GREE Hệ vi sinh cộng sinh đem lại hiệu xử lý tốt Giảm 30% thể tích so với công nghệ có giúp giảm diện tích hệ thống, giảm chi phí đầu tư ban đầu Hệ thống sensor giúp tiết kiệm 40% điện tiêu thụ so với hệ thống khác Đòi hỏi cung cấp chủng vi sinh trình nuôi cấy ban đầu vận hành Reactor) Cơ sở khoa học công nghệ AFBR Quá trình phân hủy chất hữu nhờ vi sinh vật gọi trình oxy hóa sinh hóa Để thực trình này, chất hữu hòa tan, chất keo chất phân tán nhỏ nước thải cần di chuyển vào bên tế bào vi sinh vật theo sau: Chuyển chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật; Khuyếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm chênh lệch nồng độ bên bên tế bào; Chuyển hóa chất tế bào vi sinh vật, sản sinh lượng tổng hợp tế bào 27 Tốc độ trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng tạp chất mức độ ổn định lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý Ở điều kiện xử lý định, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa chế độ thủy động, hàm lượng oxy nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng nguyên tố vi lượng Quá trình xử lý sinh học hệ thống AFBR gồm ba giai đoạn sau: Các vi sinh vật phân hủy chất hữu có nước thải thu lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, phần chất hữu bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42, … Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn hệ thống bùn hoạt tính bao gồm nhiều loại vi khuẩn khác tồn Quá trình bùn hoạt tính lơ lửng Quá trình bùn hoạt tính lơ lửng hệ thống AFBR với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, trình phân hủy xảy nước thải tiếp xúc với bùn điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm đảm bảo yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy cách liên tục trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Tốc độ sử dụng oxy hòa tan bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào: Tỷ số lượng thức ăn (CHC có nước thải) lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M; 28 Nhiệt độ; Tốc độ sinh trưởng hoạt động sinh lý vi sinh vật; Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trình trao đổi chất; Lượng chất cấu tạo tế bào; Hàm lượng oxy hòa tan Quá trình sinh học tăng trưởng dính bám Chất hữu bị phân hủy quần thể vi sinh vật dính bám lớp vật liệu lọc Các chất hữu có nước thải bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2 mm bị phân hủy vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật sinh trưởng phát triển, bề dày lớp màng tăng lên, lượng oxy bị tiêu thụ trước khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật Như vậy, môi trường tuỳ nghi hình thành sát bề mặt vật liệu lọc Khi chiều dày lớp màng tăng lên, trình đồng hóa chất hữu xảy trước chúng tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc Kết vi sinh vật bị phân hủy nội bào, không khả dính bám lên bề mặt vật liệu lọc bị rửa trôi 29 Quá trình khử nitơ (N) Các hợp chất nitrogen (N) phosphorus (P) nước thải nguyên nhân gây tượng phú dưỡng Trên giới phương pháp phổ biến để loại bỏ P khỏi nước thải phương pháp lý hoá kết hợp với chi phí xử lý cao Quá trình nitrat hoá diễn hai bước, bắt đầu ammôniắc chuyển thành nitrít vi khuẩn Nitrosomonas, sau nitrít bị ôxy hoá thành nitrát vi khuẩn Nitrobacter Hai loại vi khuẩn có khả tự dưỡng hệ thống AFBR sử dụng nguồn carbon dioxide làm nguồn carbon tế bào chúng theo sơ đồ phản ứng: Quá trình khử phốtpho (P) Phốtpho nguyên tố quan trọng sống tế bào, chiếm 1-3% tổng trọng lượng khô tế bào vi sinh vật Đối với người, phốtpho thành phần thiếu cấu tạo di truyền AND, ARN Về mặt môi trường học, phốtpho nguyên nhân gây tượng phú dưỡng hoá, tượng ô nhiễm nguồn nước gia tăng không kiểm soát chết hàng loại loại tảo thuỷ sinh Phốtpho nguồn dưỡng chất đóng vai trò quan trọng trình sinh trưởng phát triển sinh sản vi sinh vật hệ vi sinh cộng sinh 30 AFBR Trong hệ thống AFBR tác động hệ vi sinh cộng sinh, Phốtpho chuyển hoá xử lý Việc loại bỏ nitơ & phốtpho theo phương pháp sinh học công nghệ AFBR mang lại hiệu xử lý cao đồng thời tiết kệm chi phí vận hành Các công trình xử lý dùng dùng công nghệ AFBR gọn nhẹ dễ hợp khối, mở triển vọng ứng dụng rộng rãi, đặc biệt công trình xử lý dân dụng công nghiệp Việt Nam tương lai không xa Công nghệ AAO AAO viết tắt cụm từ Anaerobic (yếm khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu khí) Công nghệ AAO công nghệ xử lý nước thải áp dụng quy trình xử lý sinh học liên tục, kết hợp hệ vi sinh: yếm khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý nước thải Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm vi sinh vật, nước thải xử lý trước thải môi trường Được phát triển vào cuối năm 90 kỷ XX nhà khoa học Nhật Bản Công nghệ xử lý nước thải AAO ngày hoàn thiện kỹ thuật quy trình công nghệ Ngày nhiều công trình xử lý nước thải ứng dụng công nghệ AAO để xử lý loại nước thải khác bao gồm: Xử lý nước thải sinh hoạt Xử lý nước thải bệnh viện 31 Xử lý nước thải sản xuất bún Xử lý nước thải lò giết mổ gia súc, gia cầm Xử lý nước thải chế biến thực phẩm Công nghệ xử lý nước thải AAO ứng dụng cho loại nước thải có tỷ lệ BOD/COD > 0.5, hàm lượng hợp chất hữu dễ phân hủy sinh học cao Công nghệ AAO có khả xử lý triệt để hàm lượng chất dinh dưỡng (Nito, photpho) cao Với đặc điểm vận hành ổn định, dễ dàng Công nghệ AAO hứa hẹn công nghệ xử lý nước thải ưu việt cho Việt Nam Nguyên lý hoạt động công nghệ AAO Sau xử lý sơ bộ, nước thải bơm vào cụm bể xử lý sinh học sử dụng công nghệ AAO Nước thải xử lý qua bể bùn hoạt tính yếm khí, tiếp đến chảy vào bể vi sinh hiếu khí Tại trình vi sinh vật sống bám hạt bùn bể oxy hóa chất hữu tốc độ cao Sau trình chất vô hữu có nước thải mà giảm dần, đặc biệt trình làm giảm đáng kể hàm lượng Nito, Photpho, có nước thải Trong đó: Quá trình Anaerobic (yếm khí) Trong bể yếm khí xảy trình phân hủy chất hữu hòa tan chất dạng keo với tham gia hệ vi sinh vật yếm khí Tong trình sinh trưởng phát triển, vi sinh vật yếm khí hấp thụ chất hữu hòa tan có nước thải, phân hủy chuyển hóa chúng thành hợp chất dạng khí Bọt khí sinh bám vào hạt bùn cặn Các hạt bùn cặn lên làm xáo trộn, gây dòng tuần hoàn cục lớp cặn lơ lửng 32 Quá trình Anoxic (thiếu khí): Tại bể Anoxic, điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N P thông qua trình Nitrat hóa Photphoril Quá trình Nitrat hóa xảy sau: Hai chủng loại vi khuẩn tham gia vào trình Nitrosonas Nitrobacter Trong môi trường thiếu Oxi, loại vi khuẩn tách oxi Nitrat (NO3-) Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa: NO3- → NO2- → N2O → N2↑ Khí Nitơ phân tử N2 tạo thành thoát khỏi nước Như Nitơ xử lý Quá trình Photphorit hóa: Chủng loại vi khuẩn tham gia vào trình Acinetobacter Các hợp chất hữu chứa phốtpho hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành hợp chất không chứa phốtpho hợp chất có chứa phốtpho dễ phân hủy chủng loại vi khuẩn hiếu khí Quá trình Oxic (hiếu khí): Đây bể xử lý sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải Trong bể này, vi sinh vật (còn gọi bùn hoạt tính) tồn dạng lơ lửng hấp thụ Oxy chất hữu (chất ô nhiễm) sử dụng chất dinh dưỡng Nitơ & Phốtpho để tổng hợp tế bào mới, CO2, H2O giải phóng lượng 33 Sơ đồ công nghệ AAO xử lý nước thải Ưu điểm công nghệ AAO xử lý nước thải: Công suất lớn chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải thấp Chi phí xây dựng, lắp đặt thấp, thi công an toàn, chịu lực tốt, không ăn mòn Tận dụng nguồn khí phát sinh trình xử lý Độ bền thiết bị lớn, tuổi thọ 25 năm, tái sử dụng di dời hay nâng cấp hệ thống Không tốn diện tích mặt bằng, không gây mùi khó chịu lắp đặt chìm kín Hệ thống tiệt trùng hóa chất loại bỏ hầu hết loại vi khuẩn có nước thải 34 Tuy có nhiều ưu điểm hệ thống xử lý nước thải sử dụng công nghệ AAO có nhược điểm cần nhiều thời gian khởi động bể sinh học yếm khí cần nhiều thời gian hình thành phát triển vi sinh yếm khí Xử lý nước thải công nghệ Aerotank Ngày nhu cầu sử dụng nước để phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp ngành nghề khác dẫn đến hàng loạt vấn đề ô nhiễm nguồn nước tăng làm cho nguồn nước ngày cạn kiệt yêu cầu mà xã hội đặt làm để giảm thiểu ô nhiễm Trên giới có nhiều phương pháp công nghệ tiên tiến khác phục vụ cho trình xử lý như: BBR, AAO,UASB có áp dụng loại công nghệ truyền thống Aerotank Aerotank truyền thống quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, chất hữu dễ bị phân hủy sinh học vi sinh vật sau vi sinh vật hiếu khí sử dụng chất dinh dưỡng để sinh trưởng phát triển Qua sinh khối vi sinh ngày gia tăng nồng độ chất ô nhiễm nước thải giảm xuống Không khí bể Aerotank tăng cường cách dùng máy sục khí bề mặt, máy thổi khí…để cung cấp không khí cách liên tục Hình 1: Cơ chế bể Aerotank 35 Cơ chế Aerotank: Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, trình phân hủy xảy nước thải tiếp xúc với bùn điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm cung cấp đủ lượng oxy cách liên tục trì bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng Vi sinh vật phát triển cách phân đôi Thời gian cần để phân đôi tế bào thường gọi thời gian sinh sản, dao động từ 20 phút đến ngày Quá trình chuyển hóa chất Oxi hóa tổng hợp tế bào: Chất hữu + O2 => CO2 + H2O + tế bào + sản phẩm trung gian Trong môi trường nước, trình oxy hóa sinh học xảy vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan COD lượng oxy cần thiết để oxy hóa hợp chất hóa học nước bao gồm vô hữu Toàn lượng oxy sử dụng cho phản ứng lấy từ oxy hòa tan nước DO Tiếp theo diễn trình khử nito nitrat hóa 36 Hợp chất hữu chứa nito NH4+, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống tế bào chết theo bùn Do trình thủy phân enzyme vi khuẩn trình đồng hóa khử nito tạo khí NO3, NO2, O2 chúng thoát vào không khí Để trình Aerotank diễn thuận lợi phải tiến hành khuấy trộn hoàn toàn để nén sục oxi tinh khiết be-xu-ly-aerotank Hình 2: Bể Aerotank Bản chất phương pháp phân hủy sinh học hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng mật độ vi sinh vật trì cao (2.000mg/L – 5.000mg/L) tải trọng phân hủy hữu cao cần mặt cho hệ thống xử lý đồng thời tiêu hao lượng lớn lượng Nồng độ oxy hòa tan nước khỏi bể lắng đợt không nhỏ mg/l để đảm bảo trì độ ổn định cung cấp oxi cho suốt trình Trong trình xử lý vi sinh vật có vai trò quan trọng chúng phân hủy chất hữu có nước thải thu lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, phần chất hữu bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42- Để sử dụng tốt phương pháp cần tuân thủ yêu cầu chung vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí nước thải đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không 25mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ 6oC< toC< 37oC Công nghệ MBBR xử lý nước thải 37 MBBR công nghệ xử lý nước thải nhắc đến nhiều tính hiệu xử lý cao, đồng thời tiết kiệm diện tích, công nghệ xử lý nước thải MBBR Công ty môi trường Sạch(SACO) xin giới thiệu tới bạn sinh viên, quý khách hàng công nghệ 38 ... CHƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở VIỆT NAM BỐI CẢNH VÀ YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Cơ sở pháp lý phát triển ngành cấp thoát nước- Môi trường nước Việt Nam - Luật Bảo... ngày đa dạng, lực giá ngày cạnh tranh Trong lĩnh vực xử lý nước, nước thải, có nhu cầu lớn 22 CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN THẾ GIỚI... nghệ xử lý nước thải áp dụng quy trình xử lý sinh học liên tục, kết hợp hệ vi sinh: yếm khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý nước thải Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm vi sinh vật, nước thải xử lý