KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI BẰNG CLO,
XẢ NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN
Trần Thị Cúc Phương
1. Khái niệm và tầm quan trọng của khử trùng nước thải.
1.1 Khái niệm khử trùng nước thải
- Nước thải là nước được thải ra sau khi được sử dụng (cho nhu cầu sinh hoạt của con
người hoặc nhu cầu sản xuất công nghiệp).
- Khử trùng nước thải là quá trình loại bỏ trong nước thải những vi sinh có khả năng
gây bệnh, là hàng rào cần thiết và cuối cùng chống lại sự phơi nhiễm của người với những
vi sinh gây bệnh, bao gồm virus, vi khuẩn và protozoa.
1.2 Tại sao phải khử trùng
Theo Chi cục Bảo vệ môi trường TP. HCM, kết quả quan trắc chất lượng nguồn nước cấp
phục vụ sinh hoạt hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai năm 2009 đang bị suy giảm.
+ Hiện trên sông Sài Gòn, nồng độ vi sinh vượt tiêu chuẩn loại B từ hơn 1 lần đến 10 lần;
nồng độ COD, BOD
5
không đạt tiêu chuẩn loại A.
+ Còn trên sông Đồng Nai, nồng độ DO, dầu mỡ chỉ đạt tiêu chuẩn loại B. Riêng nồng độ vi
sinh vượt tiêu chuẩn loại B hơn 2 lần thay vì phải đạt loại A.
Hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai là nguồn cung cấp nước cho nhiều triệu người trong
lưu vực này. Theo giới chuyên môn, ô nhiễm vi sinh trong nước sẽ làm gia tăng nguy cơ các
bệnh liên quan đến đường ruột
Hình 1: Tổ hợp công trình hệ thống xử lý nước thải
Tất cả các hoạt động trong sinh hoạt và sản xuất của con người đều tạo ra chất thải. Các
chất thải tồn tại ở dạng chất rắn, chất lỏng và thể khí. Ngoài các tạp chất vô cơ, hữu cơ…
trong nước thải còn có nhiều loại vi sinh vật như vi khuẩn, vi trùng, virut gây bệnh như tả,
lỵ, thương hàn…. Nếu xả thải vào nguồn nước cấp mà chưa qua khử trùng thì khả năng lan
truyền bệnh là rất lớn. Tiêu chuẩn của một nguồn nước tốt là phải loại trừ được các nguồn
gây bệnh đó. Do đó, khử trùng nước là một quá trình không thể thiếu được trong công nghệ
xử lý nước. Người ta nhận thấy rằng chỉ với các quá trình xử lý cơ học thì không thể loại trừ
được các loài vi sinh vật và vi trùng có trong nước. Do vậy, để có nguồn nước đảm bảo an
toàn vệ sinh trước khi thải vào các nguồn, bắt buộc phải tiến hành các biện pháp khử trùng
(khử trùng chỉ nhằm tiêu diệt những vi khuẩn, virut loại có hại, gây bệnh, không phải tiêu
diệt tất cả vi khuẩn có trong nước).
2. Khử trùng bằng clo và các hợp chất của clo
Cơ sở của phương pháp khử trùng bằng các chất hóa chất là sử dụng chất oxy hóa mạnh
hơn để oxy hóa men của tế bào vi sinh vật và tiêu diệt chúng. Các hóa chất thường dùng là:
các halogen clo, brom; clo dioxyt; các hypoclorit và các muối của nó; ozôn…. Phương pháp
khử trùng hóa học có hiệu suất cao nên được sử dụng rộng rãi với nhiều quy mô.
Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất, khi clo tác
dụng với nước đều cho các phân tử axit hypocloro (HOCl), một hợp chất có năng lực khử
trùng rất mạnh.
Cơ chế tác động của clo: Quá trình hủy diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai đoạn: đầu
tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào của vi sinh vật, sau đó phản ứng với
men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến diệt vong tế bào.
2
Tốc độ phản ứng quá trình khử trùng được xác định bằng động học của quá trình
khuếch tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào và động học của quá trình phân hủy men tế bào.
Tốc độ quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ của nước tăng,
ngoài ra tốc độ khử trùng còn phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng, vì quá
trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn cả quá trình phân ly. Tốc độ quá trình khử
trùng còn phụ thuộc vào cả hàm lượng các chất hữu cơ, các cặn lơ lửng và các chất khử
khác. Khi trong nước có hàm lượng cao của các chất này thì tốc độ quá trình khử trùng sẽ
giảm đi đáng kể.
Khi cho clo tác dụng với nước, phản ứng đặc trưng xảy ra là quá trình thủy phân clo, tạo
thành axit hypoclorit và axit clohydric :
Cl
2
+ H
2
O
→
¬
HOCl + HCl
Ở dạng phân ly ta có :
Cl
2
+ H
2
O
→
¬
2H
+
+ OCl
-
+ Cl
-
Tương tự khi dùng clorua vôi làm chất khử trùng ta có :
Ca(OCl)
2
+ H
2
O
→
¬
CaO + 2HOCl
2HOCl
→
¬
2H
+
+ 2OCl
-
Khả năng diệt trùng của clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong nước. Nồng độ
HOCl phụ thuộc vào lượng ion H
+
trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước. Khi :
pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5%, OCl- chiếm 0,5%
pH = 7 thì HOCl chiếm 79%, OCl- chiếm 21%
pH = 8 thì HOCl chiếm 25%, OCl- chiếm 75%
HOCl không phân ly là thành phần khử trùng chính trong nước, thành phần này chỉ
có giá trị cao ở pH thấp, điều đó cũng nói lên rằng quá trình dùng clo để khử trùng trong
nước chỉ có được hiệu quả cao khi tiến hành ở pH thấp.
* Khi nước có mặt amoniac hoặc hợp chất có chứa nhóm amoni, chúng có thể tác dụng
với clo axit hypoclorit hoặc ion hypoclorit để sinh thành các hợp chất cloramin theo các
phản ứng sau :
NH
3
+ HOCl NH
2
Cl + H
2
O
monocloramine
NH
2
Cl + HOCl NHCl
2
+ H
2
O
dicloramine
NHCl
2
+ HOCl NCl
3
+ H
2
O
tricloramine
3
Sản phẩm monocloramine và dicloramine sinh thành tùy thuộc vào trị số pH của môi
trường. Trị số pH càng cao, lượng clo kết hợp để tạo thành dicloramine càng thấp và nồng
độ monocloramine càng cao. Hơn nữa, nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, năng lực diệt trùng
của monocloramine thường thấp hơn so với năng lực diệt trùng của dicloramine khoảng từ 3
đến 5 lần, so với clo, năng lực diệt trùng của dicloramine lại thấp hơn từ 20 đến 25 lần.
Chính điều đó giải thích vì sao quá trình khử trùng lại xảy ra có hiệu quả hơn khi trị số pH
của môi trường thấp.
Để đảm bảo cho quá trình khử trùng đạt được hiệu quả hoàn toàn, người ta thường tính
đến một lượng clo dư thích hợp trong nước sau quá trình khử trùng. Trong hệ thống khử
trùng có chứa amoniac hoặc các hợp chất có chứa nhóm amoni, lượng clo tham gia phản
ứng để tạo thành cloramine được gọi là clo kết hợp, tổng hàm lượng của clo tự do dưới dạng
Cl
2
, HOCl và ClO
-
, lượng Clo kết hợp được gọi là clo hoạt tính khử trùng, do khả năng diệt
trùng của clo tự do và clo kết hợp khác nhau mà lượng clo dư cần thiết để đảm bảo khử
trùng triệt để cũng dược đánh giá ở mức khác nhau.
Sơ đồ sau thể hiện lượng clo dư theo quá trình cho clo vào khử trùng :
Hình 2: Đồ thị thể hiện lượng clo dư theo quá trình sử dụng clo khử trùng
Điểm tới hạn (breakpoint) rất quan trọng trong tính toán hàm lượng clo cho vào. Điểm
tới hạn là điểm bão hòa của các phản ứng khử trùng. Tại điểm tới hạn, clo thêm vào sẽ trở
thành clo dư. Để đánh giá hiệu quả của quá trình khử trùng nước thải bằng clo, ta thường
thực hiện bằng cách kiểm tra số dư lượng hóa chất đã sử dụng và bằng cách xác định hàm
lượng clo dư trong nước thải sau khi tiếp xúc với clo.
4
Thơng thường để đảm bảo hiệu quả của q trình khử trùng, ta điều chỉnh lượng clo cho
vào sao cho hàm lượng clo dư còn lại trong nước thải sau khi tiếp xúc khơng nhỏ hơn 1,5
mg/l.
* Khử clo dư trong nước : Khử dư lượng clo trong nước khi clo hóa với liều lượng cao
có thể dùng phương pháp hóa học. Khử clo bằng hóa chất như dùng SO
2
, Na
2
SO
3
, Na
2
S
2
O
3
theo các phản ứng sau :
Cl
2
+ SO
2
+2H
2
O→ 2HCl + H
2
SO
4
Cl
2
+ Na
2
SO
3
+ H
2
O → 2HCl + Na
2
SO
4
4Cl
2
+ Na
2
S
2
O
3
+ 5H
2
O → 2NaCl + 6HCl + 2H
2
SO
4
Axit clohydric và axit sunfuric hình thành được trung hòa bằng độ kiềm dư của nước.
Để khử hết 1mg clo dư cần đến 0,9 mg SO
2
.
Ngồi ra có thể dùng than hoạt tính để lọc clo dư. Lớp lọc hấp thụ qua than hoạt tính có
chiều dày từ 2 đến 2,5m, kích thước hạt từ 1,5 đến 2,5mm, tốc độ lọc 20 - 30m/h. Tái sinh
than hoạt tính khi nó hết khả năng hấp thụ clo được tiến hành bằng rửa qua dung dịch kiềm
nóng hoặc canxi hypoclorit.
Phương pháp làm thống bề mặt chỉ khử được một phần clo dư hòa tan, còn hypoclorit
do khơng bay hơi nên phương pháp này kém hiệu quả hơn. Khử clo và cloramine bằng
phương pháp làm thống chỉ đạt hiệu quả khi pH của mơi trường nhỏ hơn 5.
Để khử trùng nước nhiễm bẩn nặng, đặc biệt khi trong nước có nhiều vi trùng có sức đề
kháng cao với các chất oxy hóa và trong trường hợp cần khử màu, mùi, vị của nước, có thể
sử dụng liều lượng clo đến 10mg/l hoặc hơn để đảm bảo cả hiệu quả khử trùng triệt để và cả
việc oxy hóa các chất gây mùi vị. Tuy nhiên khi lượng clo dư sau khử trùng còn q lớn,
nhất thiết phải tìm biện pháp khử bớt clo dư xuống đến tiêu chuẩn cho phép từ 0,3 đến
0,5mg/l.
* Khi trong nước có chứa phenol, nếu cho clo vào sẽ tạo ra clophenol gây mùi vị khó
chịu, trong trường hợp này nhất thiết phải tiến hành amoniac hóa trước khi khử trùng.
Độc tính clo và những sản phẩm phụ khác: Nói chung, nguy cơ do hóa chất trong
nước không được xác đònh rõ bằng những nguy cơ của vi sinh vật gây bệnh. Đó là do
thiếu thông tin về sản phẩm phụ khử trùng. Độc tính của clo và sản phẩm phụ của nó rõ
ràng là đáng quan tâm bởi vì người ta ước tính 79% dân số các nước phát triển tiếp xúc
với clo. Người ta tìm thấy có mối quan hệ giữa clo hóa nước uống và gia tăng nguy cơ
ung thư đại tràng và bàng quang. Các hợp chất của trihalomethanes (THM) như là:
cloroform, diclomethane, 1,2-dicloethane và carbon tetraclorua là những hợp chất clo
hóa được tạo thành do việc clo hóa nước và nước thải và bò nghi ngờ có khả năng sinh
ung thư.
5
Cách chủ yếu để giảm hay kiểm soát THM trong nước uống như sau:
- Loại bỏ những tiền chất của THM trước khi clo hóa-có sự liên hệ giữa tiềm năng
tạo thành THM tổng số và tổng carbon hữu cơ( TOC) trong nước.
- Loại bỏ THM; và
- Sử dụng những chất khử trùng khác thông thường không tạo thành THM (thí dụ
cloramine, ozone, hay tia cực tím).
Canxi hipoclorit có cơng thức hóa học Ca(ClO)
2
, clorua vơi là sản phẩm của q trình
phản ứng clo với vơi tơi, trong clorua vơi cũng có thể chứa đến 40 - 45% canxi hypoclorit
với lượng clo hoạt tính từ 20 đến 25%. Clorua vơi dễ hút ẩm và phân hủy khí clo nên cần
được bảo quản khơ ráo, cẩn thận.
Ca(OCl)
2
+ H
2
O
→
¬
CaO + 2HOCl
2HOCl
→
¬
2H
+
+ 2OCl
-
Clo dioxit có cơng thức hóa học là ClO
2
, clo dioxit là chất khí màu xanh, có tính khử
trùng rất mạnh vì nó có thể tiêu diệt vi khuẩn, các loại kí sinh trùng và virus mà những hệ
thống sử dụng clo khác khơng diệt được, dễ hòa tan trong nước và kém bền dưới ánh sáng.
Clo dioxit thường dùng để khử trùng nước có chứa phenol hoặc có hàm lượng chất hữu cơ
cao do khơng phản ứng tạo ra clophenol. Clo dioxit được sản xuất trực tiếp tại chỗ bằng
cách sục khí clo vào dung dịch natri clorit hay canxi clorit đã được axit hóa :
2NaClO
2
+ Cl
2
→ 2ClO
2
+ 2NaCl
Ca(ClO
2
)
2
+ Cl
2
→ 2ClO
2
+ CaCl
2
Hạn chế của clo dioxit là giá thành cao và đòi hỏi kỹ thuật phức tạp, gây nguy hại khi
phản ứng với cacbon hoạt tính, tạo ra odor và gây ăn mòn thiết bị. Lượng clo sinh ra phải
được quan trắc thường xun trong hệ thống vận hành.
Natri hipoclorit có cơng thức hóa học là NaOCl, dung dịch NaOCl (chứa đến 12%
lượng Clo) được chế bằng cách điện phân muối ăn hoặc phản ứng trực tiếp clo với dung
dịch NaOH. Hàm lượng clo hoạt tính phụ thuộc vào điều kiện phản ứng và có thể có từ 6
đến 8g/l khí sử dụng q trình điện phân hoặc có thể cao hơn khi sử dụng phản ứng trực tiếp
clo với dung dịch NaOH. Cũng giống như clo ở dạng khí, NaOCl hòa vào nước sẽ tạo ra
NaOH và HOCl.
NaOCl + H
2
O → NaOH + HOCl
HOCl
→
¬
H
+
+ OCl
-
Ở điều kiện nhiệt độ cao và pH thấp, dung dịch NaOCl dễ phân hủy, tạo khí Cl
2
và gây
ơ nhiễm mơi trường.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình khử trùng nước bằng clo
3.1 Hàm lượng và thời gian tiếp xúc:
6
Công thức tính thời gian tiếp xúc:
3
)23.01(
−
××+= tC
N
N
t
o
t
N
t
: Số Coliform ở thời gian t, MPN/100ml.
N
0
: Số Coliform ở thời gian ban đầu t
0
, MPN/100ml.
C
t
: Hàm lượng clo dư ở thời gian t.
t : Thời gian lưu nước, phút
3.2 Ảnh hưởng của pH
Bảng 1:
pH
Lượng clo dư tối thiểu mg/l
Clo tự do sau 10 phút tiếp
xúc
Clo hoạt tính kết hợp dạng
cloramin sau 60 phút tiếp xúc
6 – 7 0,2 1,0
7 – 8 0,2 1,50
8 – 9 0,4 1,80
9 – 10 0,8 -
> 10 > 10 -
Yếu tố pH là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của quá trình khử trùng bằng clo.
Khi pH tăng, hiệu quả khử trùng giảm. Lượng clo dư tối thiểu cần thiết ứng với các giá trị
pH khác nhau để diệt trùng hoàn toàn được thể hiện ở bảng 1.
Hiệu quả khử trùng của HOCl cao hơn so với OCl
-
. HOCl phân ly yếu ở pH thấp, do đó
hiệu quả khử trùng cao hơn khi ở pH thấp.
Hình 3: Biểu đồ so sánh nồng độ phân ly HOCl và OCl
-
theo pH
3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ tăng làm cho độ nhớt giảm, đồng thời chuyển động nhiệt tăng lên, quá trình
khuếch tán chất khử trùng qua vỏ tế bào sinh vật tăng và quá trình khử trùng đạt hiệu quả
cao. So với clo, cloramine chịu ảnh hưởng của nhiệt độ mạnh hơn.
3.4 Ảnh hưởng của nồng độ
7
Khi tăng nồng độ chất khử trùng, thời gian tiếp xúc cần thiết sẽ giảm xuống và mối
quan hệ này được biểu thị qua quan hệ :
C
n
.t = K
C : Nồng độ chất khử trùng;
t : Thời gian cần thiết để khử trùng đến một giới hạn nhất định;
n : Số mũ;
K : Hằng số quá trình.
4. Hệ thống khử trùng bằng cho và cấu tạo bể tiếp xúc
Ở các trạm xử lý nước thải công suất lớn, giai đoạn khử trùng bằng clo được thực hiện ở
các công trình sau đây:
• Trạm cloator (khi sử dụng clo hơi), trạm cloua vôi hay trạm hypoclorit (khử trùng
cloua vôi hay hypoclorit tương ứng)
• Bể hay mương xáo trộn clo với nước thải
• Bể tiếp xúc
Hình 4: Sơ đồ hệ thống khử trùng bằng clo
8
.
Hình 5: Hệ thống pha chế Clo – Cloator
4.1Trạm cloator
Hệ thống châm khí clo bao gồm: cân, cloinator, ejector, cloinator, thiết bị khuếch tán
ống trộn.
Các thiết bị phụ trợ khác: bơm tăng áp, hệ thống tự động, thiết bị bay hơi, thiết bị an
toàn.
Nhiệm vụ của cloator là định lượng liều lượng clo, xáo trộn clo với nước công tác, điều
chế nước clo và vận chuyển đến nơi sử dụng
4.2Bể xáo trộn
Hiệu quả khử trùng của nước thải phụ thuộc vào khả năng xáo trộn đều dung dịch clo
với nước thải, thời gian tiếp xúc giữa chúng và hàm lượng clo dư.
Công đoạn xáo trộn được thực hiện tại bể xáo trộn hay thiết bị xáo trộn. Thiết bị xáo
trộn có thể thiết kế là công trình độc lập hay kết hợp với bể tiếp xúc
Thiết bị xáo trộn đơn giản và được sử dụng rộng rãi nhất là bể xáo trộn như hình dưới.
Nước thải trước khi dẫn vào ngăn trộn sẽ được khuếch tán với dung dịch clo thông qua ống
khuếch tán clo. Trong ngăn trộn, cánh khuấy trộn đều clo với nước thải sau đó được dẫn vào
bể tiếp xúc.
9
Hình 6: Thiết bị khuấy trộn gắn với bể tiếp xúc
4.3Cấu tạo của bể tiếp xúc
Hình 7: Cấu tạo bể tiếp xúc
Bể tiếp xúc được thiết kế với dòng chảy ziczăc qua từng ngăn để tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình tiếp xúc giữa Clo và nước thải (theo hình 7).
Nhiệm vụ của bể tiếp xúc là để cho nước thải sau xử lý và dung dịch clo tiếp xúc một
khoảng thời gian, trung bình thời gian tiếp xúc là 30 phút là đủ để tiêu diệt vi trùng chứa
trong nước thải. Thời gian này được tính kể cả thời gian nước thải theo mương dẫn từ bể
tiếp xúc ra nguồn tiếp nhận.
Thiết kế bể tiếp xúc giống như thiết kế bể lắng nhưng không cần có thanh gạt bùn. Điều
quan trọng nhất cần quan tâm là thời gian tiếp xúc, sao cho ít nhất 80 – 90% nước thải được
lưu lại trong bể để thực hiện trọn vẹn thời gian cần thiết tiếp xúc với clo.
Số lượng bể tiếp xúc thiết kế không được nhỏ hơn 2 đơn nguyên, cho phép thực hiện
làm sủi bọt nước trong bể tiếp xúc bằng khí nén với cường độ 0,5 m
3
/m
2
.h. Trong giai đoạn
khử trùng bằng clo có xảy ra quá trình keo tụ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải và lắng
xuống đáy bể tiếp xúc. Do đó, tốc độ nước chảy trong bể phải đảm bảo sao cho cặn lơ lửng
10
trôi ra khỏi bể là ít nhất. Tốc độ này thường không lớn hơn tốc độ nước chảy trong bể lắng
đợt II.
Tính toán bể tiếp xúc clo:
Thể tích hữu ích của bể tiếp xúc:
xtQW
max
=
trong đó:
max
Q
: lưu lượng lớn nhất, m
3
/h.
t: Thời gian tiếp xúc, h
với
60
30
vx
l
t −=
Trong đó: 30: thời gian tiếp xúc theo quy định, phút.
l: Chiều dài mương dẫn đến điểm xả, m
v: Tốc độ nước chảy trong mương dẫn, m/s
Lượng cặn lắng trong bể tiếp xúc phụ thuộc vào loại chất khử trùng được sử dụng, liều
lượng của chúng và mức độ xử lý nước thải.
Thể tích của cặn lắng ở bể tiếp xúc được tính theo công thức:
1000
tt
tx
axN
W =
Trong đó: a: Lượng cặn lắng trong bể tiếp xúc, l/ng.ngđ
N
tt
: Dân số tính toán theo chất lơ lửng, người.
Thể tích cặn của bể tiếp xúc có thể tính theo lưu lượng nước thải với lượng cặn lắng, lít
cho m
3
nước thải với độ ẩm 98% và lấy như sau:
- Sau xử lý cơ học: 1,5 l/m
3
nước thải
- Sau xử lý sinh học không hoàn toàn ở earotank: 0,5 l/m
3
- Sau xử lý sinh học hoàn toàn.
5. Xả nước thải sau xử lý vào nguồn tiếp nhận
5.1 Điều kiện xả nước thải ra nguồn tiếp nhận
Trong điều kiện Việt Nam, nguồn tiếp nhận nước thải sinh hoạt hay nước thải công
nghiệp gồm chủ yếu là các nguồn nước mặt (sông, hồ, ao, suối, biển, ven bờ…) và được
chia thành 2 loại: nguồn loại A và nguồn loại B. Ngoài ra nguồn tiếp nhận nước thải, nhất là
nước thải công nghiệp, còn có thể là mạng lưới thoát nước đô thị.
Bảng 2: Yêu cầu về nồng độ cho phép của các thông số khi xả nước thải vào sông, hồ
Chỉ tiêu của nước thải Tính chất sông, hồ loại I
sau khi xả nước thải vào
Tính chất sông, hồ loại II,
sau khi xả nước thải vào
pH Trong phạm vi 6,5 – 8,5
Màu, mùi vị Không màu, mùi vị
Hàm lượng chất lơ lửng Cho phép tăng hàm lượng chất lơ lửng trong hồ, sông
0,75 – 1,00 mg/l 1,50 – 2,00 mg/l
Hàm lượng chất hữu cơ Nước thải sau khi hòa trộn với nước sông, hồ không được
11
nâng hàm lượng chất hữu cơ lên quá:
5 mg/l 7mg/l
Lượng oxy hòa tan Nước thải sau khi hòa trộn với nước sông, hồ không làm
giảm lượng oxy hòa tan dưới 4mg/l (tính theo lượng oxy
trung bình trong ngày vào mùa hè)
Nhu cầu oxy sinh hóa
BOD
5
Nước thải sau khi hòa trộn với nước sông, hồ BOD
5
trong
nước sông hồ khộg được vượt quá:
4 mg/l 8-10 mg/l
Vi trùng gây bệnh (nước
thải sinh hoạt của đô thị,
nước thải ở các bệnh
viện, nhà máy….
Cấm xả nước thải vào sông hồ nếu nước thải chưa qua xử
lý và khử trùng triệt để
Tạp chất nổi trên mặt
nước
Nước thải sau khi xả vào sông hồ không được chứa dầu,
mỡ, bọt xà phòng vá các chất nổi khác bao trên mặt nước
từng mảng dầu lớn hoặc từng mảng bọt lớn
Chất độc hại Cấm thải vào sông hồ các loại nước thải còn chứa những
chất độc kim loại hay hữu cơ, mà sau khi hòa trộn với
nước sông hồ gây độc hại trực tiếp hay gián tiếp tới
người, động thực vật, thủy sinh trong nguồn nước và ở hai
bên bờ.
Yêu cầu chung về thành phần và tính chất của nước ở nguồn nước mặt (sông, hồ…) khi
xả nước thải vào phải theo các quy định ở phụ lục A “Nguyên tắc vệ sinh khi xả nước thải
vào sông hồ” – Tiêu chuẩn xây dựng - Mạng lưới thoát nước bên ngoài và công trình –
TCXD 51-84 (bảng 2)
5.2 Công trình xả nước thải sau xử lý vào nguồn tiếp nhận:
Nhiệm vụ chính của công trình xả nước thải ra sông là làm sao để khả năng xáo trộn
pha loãng giữa nước thải sau xử lý và nước sông là cao nhất.
Phụ thuộc vào hình dạng và cấu tạo của đoạn sông – nơi xả nước thải mà lựa chọn công
trình xả nước thải:
− Xả giữa lòng sông thông qua công trình trạm bơm và ống phân phối hay;
− Xả ngay cạnh bờ sông bằng ống cống xả thải trực tiếp
12
Hình 8: Hệ thống công trình xả thải giữa lòng sông
Mặc dù khả năng xáo trộn và pha loãng nước thải với nước sông của công trình xả ngay
bờ kém hơn so với công trình xả nước thải ở giữa lòng sông nhưng công tác lắp đặt và thi
công sẽ đơn giản hơn.
6. Giới thiệu công trình xử lý nước thải có sử dụng phương pháp khử trùng
Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của đơn vị: Công ty cổ phần Chế biến hàng xuất khẩu
Cầu Tre (TP HCM).
Thuyết minh công nghệ:
Nước thải (NT) từ các phân xưởng theo mạng lưới thoát nước riêng qua song chắn rác
được dẫn đến ngăn tiếp nhận, tại đây có bố trí bơm nhúng chìm. Song chắn rác có nhiệm vụ
giữ lại và loại bỏ rác và các tạp chất vô cơ có kích thước lớn như bao ni lông, giấy, vải vụn,
sợi, nhằm tránh gây hư hại bơm hoặc tắc nghẽn các công trình phía sau. Rác sẽ được vớt
định kỳ sau đó thu gom lại và đưa đến hố chứa rác .
Nước sau khi qua song chắn rác tự chảy vào bể điều hòa. Bể điều hòa có tác dụng điều
hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó
giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp
sau. Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí. Tác dụng của hệ thống này là xáo trộn
nước thải đồng thời cung cấp oxy nhằm giảm một phần BOD.
13
SCR
NGĂN TIẾP NHẬN
BỂ ĐIỀU HÒA
BỂ SINH HỌC
HIẾU KHÍ
BỂ nén bùn
HÚT BÙN
ĐỊNH KỲ
BỂ TIẾP XÚC
DD Clo KHỬ
TRÙNG
NGUỒN TIẾP NHẬN
NƯỚC THẢI
BỂ LẮNG
ĐỢT 1
BỂ
LẮNG
ĐỢT 2
Mạng ống phân phối
Từ bể điều hòa nước thải tiếp tục được bơm vào bể lắng rồi vào bể xử lý sinh học hiếu
khí. Trong bể sinh này các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông
bùn sinh học - quần thể vi sinh vật hiếu khí - có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực.
Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn
hoạt tính, cung cấp oxy cho vi sinh phân hủy chất hữu cơ. Dưới điều kiện như thế, vi sinh
sinh trưởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn. Sau khi lưu nước đủ thời gian cần thiết
nước trong bể sinh học hiếu khí tiếp tục chảy qua bể lắng.
Bể lắng có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải. Bùn sau khi lắng có
hàm lượng SS = 8000 mg/L, một phần sẽ tuần hoàn trở lại bể sinh học (25-75% lưu lượng)
để bảo đảm nồng độ vi sinh trong bể đủ điều kiện phân hủy nhanh các chất hữu cơ, đồng
thời ổn định nồng độ MLSS = 2000 mg/L. Độ ẩm bùn hoạt tính dao động trong khoảng
98.5 - 99.5%. Lưu lượng bùn dư Qw thải ra mỗi ngày được bơm vào bể nén bùn
Nước thải tiếp tục được đưa qua bể tiếp xúc với chất khử trùng clo. Ngoài mục đích khử
trùng, clo còn có thể sử dụng để giảm mùi.
14
Bể nén bùn tiếp nhận bùn dư từ bể lắng. Nhiệm vụ của bể nén bùn làm giảm thể tích
bùn từ độ ẩm trên 99% xuống 95-96%. Lượng bùn nén sau đó được lấy định kỳ và chở đổ
nơi qui định hoặc có thể dùng làm phân bón cho cây xanh.
Mô tả hệ thống thiết bị khử trùng:
Thiết bị dùng để khử trùng nước thải bằng clorua vôi thường có một hay hai thùng hòa
trộn, hai thùng dung dịch và một thùng định lượng.
Thùng hòa trộn làm nhiệm vụ trộn clorua vôi với nước để nhận được dung dịch clorua
vôi dạng sữa có nồng độ 2,5% , sau khi qua thùng định lượng dung dịch clorua vôi dẫn đến
máng trộn trước khi qua bể tiếp xúc.
Dung tích hữu ích của thùng dung dịch có thể xác định theo công thức:
W = a.Q/1000.b.n
Trong đó Q- lưu lượng trung bình của nước cần khử trùng m
3
/ngày
a- liều lượng clo hoạt tính
b- nồng độ dung dịch clorua vôi, lấy không lớn hơn 25%
n- số lần hòa trộn clorua vôi trong ngày, lấy trong khoảng 2-6 lần phụ thuộc vào công
suất của trạm
Dung tích thùng hòa trộn lấy không quá 50% dung tích thùng dung dịch
Đối với các trạm xử lý công suất trung bình, thường dùng các thiết bị trộn cơ học để
trộn clorua vôi. Để tránh ăn mòn do clo, các cánh và trục của thiết bị trộn cơ học nên làm
bằng gỗ. Tất cả các thùng đều có nắp đậy.
Hàm lượng clo cần thiết để khử trùng cho nước sau lắng, 3-15mg/L Thời gian tiếp xúc
để loại bỏ vi sinh khoảng 20-40 phút. Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc clo đạt tiêu chuẩn
xả ra nguồn loại B.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Websites:
/> /> />Combined Sewer Overflow Technology Fact Sheet, Clo Disinfection. 1999 EPA
15
16