Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 5: Hồ sinh học và các hệ thống xử lý tự nhiên - Lê Hoàng Nghiêm
HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI
Hệ thống hồ sinh học ổn định nước thải (thường gọi là
hồ sinh học) là các hồ nhân tạo lớn, không sâu, thường
là hình chữ nhật sử dụng để xử lý nước thải.
Hồ sinh học được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và Nam
Mỹ, đây là loại công trình xử lý nước thải phù hợp với
các nước đang phát triển ở vùng khí hậu nóng.
Các yếu tố tự nhiên như nhiệt độ cao và giàu ánh sáng
mặt trời có khả năng thúc đẩy sự phát triển nhanh của
các loại vi sinh vật (chủ yếu vi khuẩn và vi tảo)
Hồ sinh học có khả năng xử lý các chất hữu cơ (BOD)
trong nước thải theo cả hai cách hiếu khí và kỵ khí.
Các quá trình chuyển hoá sinh học diễn ra trong hồ là
các chu trình tự nhiên và liên tục.4
HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI
Quá trình XLNT thường diễn ra trong hai hoặc nhiều hồ.
Sự xắp xếp bố trí và kích thước, độ sâu thiết kế của hồ
có thể tạo ra các điều kiện hiếu khí ở hồ này hoặc kỵ khí
ở hồ khác.
Dòng nước thải ra khỏi hồ thường giàu dinh dưỡng do
nồng độ tảo lớn.
Số lượng các vi sinh vật gây bệnh và các vi sinh vật
nguồn gốc từ chất thải sinh họat trong dòng ra khỏi hồ
sinh học giảm đáng kể [Mara và cs., 1992; Mara và
Pearson, 1987; U.S. EPA, 1977a].
Hệ thống hồ sinh học ổn định nước thải dễ xây dựng,
giá thành thấp, tính đệm lớn và hiệu quả xử lý cao.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Các quá trình sinh học trong kỹ thuật môi trường - Chương 5: Hồ sinh học và các hệ thống xử lý tự nhiên - Lê Hoàng Nghiêm
1BAØI GIAÛNG CAÙC QUAÙ TRÌNH SINH HOÏC TRONG KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG CHÖÔNG 5: HOÀ SINH HOÏC VAØ CAÙC HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ TÖÏ NHIEÂN GVHD: TS. Leâ Hoaøng Nghieâm Email: hoangnghiem72@gmail.com hoangnghiem72@yahoo.com 2XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI BAÈNG HOÀ SINH HOÏC TÖÏ NHIEÂN 3HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Hệ thống hồ sinh học ổn định nước thải (thường gọi là hồ sinh học) là các hồ nhân tạo lớn, không sâu, thường là hình chữ nhật sử dụng để xử lý nước thải. Hồ sinh học được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và Nam Mỹ, đây là loại công trình xử lý nước thải phù hợp với các nước đang phát triển ở vùng khí hậu nóng. Các yếu tố tự nhiên như nhiệt độ cao và giàu ánh sáng mặt trời có khả năng thúc đẩy sự phát triển nhanh của các loại vi sinh vật (chủ yếu vi khuẩn và vi tảo) Hồ sinh học có khả năng xử lý các chất hữu cơ (BOD) trong nước thải theo cả hai cách hiếu khí và kỵ khí. Các quá trình chuyển hoá sinh học diễn ra trong hồ là các chu trình tự nhiên và liên tục. 4HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Quá trình XLNT thường diễn ra trong hai hoặc nhiều hồ. Sự xắp xếp bố trí và kích thước, độ sâu thiết kế của hồ có thể tạo ra các điều kiện hiếu khí ở hồ này hoặc kỵ khí ở hồ khác. Dòng nước thải ra khỏi hồ thường giàu dinh dưỡng do nồng độ tảo lớn. Số lượng các vi sinh vật gây bệnh và các vi sinh vật nguồn gốc từ chất thải sinh họat trong dòng ra khỏi hồ sinh học giảm đáng kể [Mara và cs., 1992; Mara và Pearson, 1987; U.S. EPA, 1977a]. Hệ thống hồ sinh học ổn định nước thải dễ xây dựng, giá thành thấp, tính đệm lớn và hiệu quả xử lý cao. 5HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Ưu điểm của hồ sinh học Dễ xây dựng: công tác xây dựng chủ yếu là đào đất, ngoài ra cũng có thể tận dụng các ao hồ tự nhiên phù hợp để làm hồ sinh học. Chi phí thấp: Do cấu tạo đơn giản, hồ ổn định nước thải là loại công trình rẻ nhất so với các công trình XLNT khác. Tính đệm: Hồ sinh học ổn định nước thải có thể chịu được hàm lượng kim loại nặng cao (đến khoảng 30mg/l). Hồ còn có thể tự điều tiết được các hiện tượng sốc hữu cơ hoặc thuỷ lực không ổn định của dòng nước thải đầu vào [Mara & Pearson, 1986]. Hiệu quả cao: Các hệ thống hồ được thiết kế đúng có thể đạt hiệu suất xử lý theo BOD > 90%, nitơ từ 70 ÷ 90% và phôtpho là 30 ÷ 50%. HSH có khả năng xử lý các loại sinh vật gây bệnh cao mà không cần sử dụng các biện pháp xử lý bậc cao khác như clo hoá, ozon hoá, UV, có thể diệt được vi khuẩn gây bệnh và có thể đáp ứng được các quy định của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đối với chất lượng nước tưới cây [WHO, 2006; WHO,1989]. Kết hợp nuôi cá, trồng tảo mang hiệu quả kinh tế cao. 6HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Nhược điểm của hồ sinh học Hàm lượng các chất lơ lửng trong nước thải ra khỏi hồ cao hơn so với các công trình xử lý sinh học khác do sự xuất hiện tảo trong dòng nước thải ra khỏi hồ. Thời gian lưu thuỷ lực lâu đi đôi với thể tích hồ lớn để XLNT có thể là yếu tố hạn chế đối với quá trình này do yêu cầu diện tích và chi phí đất sử dụng cao. Phát sinh mùi hôi Khó kiểm soát quá trình 7HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Có 3 loại HSH: • Hồ kỵ khí • Hồ tuỳ tiện • Hồ hiếu khí/ Hồ xử lý triệt để. Chức năng của hồ kỵ khí và hồ tùy tiện là xử lý BOD cà hồ xử lý triệt để là tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh (chỉ tiêu faecal coliform thường được sử dụng để chỉ thị cho quá trình xử lý). Hồ sinh học kỵ khí có ưu điểm chính là xử lý được nước thải ô nhiễm hữu cơ cao có hàm lượng chất lơ lửng lớn. Hồ sinh học tuỳ tiện và HSH hiếu khí có quần thể tảo lớn. Tảo đóng vai trò chú yếu trong quá trình ổn định nước thải. Các hồ này đôi khi còn được gọi là HSH quang hợp hay là HSH làm thoáng tự nhiên. 8HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Các quá trình lên men kỵ khí và oxy hoá hiếu khí: Lên men kỵ khí gồm hai giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất là sự thối rữa chất hữu cơ, tại đây vi khuẩn sẽ lên men để tạo thành sinh khối mới và hình thành các sản phẩm trung gian khác la axit hữu cơ. vi khuẩn Chất hữu cơ → tế bào vi khuẩn mới + hỗn hợp axit hữu cơ Giai đoạn thứ hai là phân huỷ các CHC hình thành giai đoạn một nhờ các loại vi khuẩn mêtan tạo thành khí mêtan và các sản phẩm đơn giản khác. Vi khuẩn Hỗn hợp axit hữu cơ → tế bào VK mới + CH4 + CO2 + H2 O + NH3 , v.v 9HOÀ OÅN ÑÒNH CHAÁT THAÛI Oxy hoá hiếu khí có thể biểu diễn bằng các quá trình đơn giản như saU: Vi khuẩn Chất hữu cơ + O2 → tế bào VK mới + H2 O + CO2 + PO43- + NH3 , v.v Một lượng lớn oxy được cung cấp nhờ quá trình quang hợp của tảo: Vi khuẩn H2 O + CO2 → tế bào tảo mới + H2 O + O2 10 HOÀ SINH HOÏC TÖÏ NHIEÂN HỒ KỴ KHÍ HSH kỵ khí thường sâu từ 2 đến 5 m (có thể lên đến 9 m). Hồ tiếp nhận nước thải thô có tải lượng hữu cơ cao 220 – 560 kg BOD5/ha.ngày. Hồ được sử dụng như một bể tự hoại hở để xử lý sơ cấp nước thải ô nhiễm hữu cơ nặng. Các loại cặn trong nước thải lắng xuống đáy hồ tạo thành lớp bùn cặn, t ... 1020 38519810410 BH B H L H HBL tHBd +−− ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ += ν ).( )/.(,)/.(,, )/( 115 014125402610 2BLBL BLd ++−= ).( )/( 1251 BL d = ).(., , 1353250 450−= Tν 29 THIẾT KẾ HỒ SINH HỌC Số khuếch tán d Bảng: Khoảng giá trị của hệ số khuếch tán d, sử dụng các công thức của Agunwamba (1992), Yanez (1993) and von Sperling (1999) Công thức Chiều dài (m) Chiều cao (m) L/B = 1 L/B = 2 – 4 L/B = 5 – 10 Agunwamba L ≤ 100 1,5 2,5 0,4 – 0,7 0,5 – 0,9 0,1 – 0,4 0,1 – 0,5 0,03 – 0,17 0,02 – 0,22 L > 100 1,5 2,5 0,6 – 1,1 0,7 – 1,3 0,2 – 0,5 0,2 – 0,7 0,07 – 0,23 0,1 – 0,3 Yanez - - 1 0,24 – 0,46 0,1 – 0,2 Von Sperling - - 1 0,25 – 0,5 0,1 – 0,2 30 THIẾT KẾ HỒ SINH HỌC Bảng: Các thông sô ́ thiết kế đặc trưng cho hê ̣ thống hồ ổn định Thông số thiết kế Kỵ khí Tùy tiện Tùy tiện – thổi khí Thổi khí hòa trộn hoàn toàn Lắng Kỵ khí bổ sung Thời gian lưu t (ngày) Tải trọng bề mặt Ls (kg BOD5 /ha.ngày) Tải trọng thể tı ́ch Lv (kgBOD5 /m3.ngày) Độ sâu H (m) Tỉ số L/B 3 – 6 - 0,1 – 0,35 3 – 5 1 – 3 15 – 45 100 – 350 - 1,5 – 2 2 – 4 5 – 10 - - 2,5 – 4 2-4 2 – 4 - - 2,5 – 4 1 – 2 ~2 - - 3 – 4 - (*) - - 0,8 – 1,2 (**) Hiệu quả xử lý BOD K(trộn hoàn toàn, 200C, 1/ngày) Hệ số nhiệt độ (khuấy trộn hoàn toàn) - - 0,25 – 0,4 1,05 – 1,085 0,6 – 0,8 1,035 1 – 1,5 1,035 - - - - Hiệu quả xử lý BOD K(dòng chảy phân tán, 200C, 1/ngày) Hệ số nhiệt độ (dòng chảy phân tán ) - - 0,13 – 0,17 1,035 - - - - - - - - Số phân tán d (L/B = 1) Số phân tán d (L/B = 2 – 4 ) Số phân tán d (L/B = ≥ 5) - - - 0,4 – 1,3 0,1 – 0,7 0,02 – 0,3 - - - - - - - - - 0,4 – 1,1 0,1 – 0,5 0,03 – 0,23 BOD đầu ra (mg BOD5 /mgSS) - 0,3 – 0,4 0,3 – 0,4 0,3 – 0,6 - - O2 cần thiết (kgO2 /kgBOD5 xử lý) Mức năng lượng (W/m3) - - - - 0,8 – 1,2 < 2 1,1 – 1,4 ≥ 3 - - - - Hệ số xử lý Coliform Kb (trộn hoàn toàn, 200C,1/ngày) Hệ số nhiệt độ (khuấy trộn hoàn toàn) - - 0,4 – 5 1,07 - - - - - - 0,6 – 1,2 (***) 1,07 Hệ số xử lý Coliform Kb (dòng chảy phân tán, 200C, 1/ngày) Hệ số nhiệt độ (dòng chảy phân tán ) - - 0,2 – 0,3 1,07 - - - - - - 0,4 – 0,7 1,07 31 BÀI TẬP VÍ DỤ 5.1 Ví dụ 5.1: Xác định thời gian lưu thiết kế cho hồ tuỳ nghi bằng cách giải phương trình 5.6. Gỉa sử Se = 30 mg/L, So = 200 mg/L, kT = 0,028 và d = 0.1. 32 Taûi troïng theå tích Thieát keá hoà kî khíá á à Trong ñoù: : Taûi troïng theå tích, g/m3/ngaøy Li : Noàng ñoä BOD vaøo, mg/L Va : Theå tích hoà kî khí, m3 vλ Thôøi gian löu 33 Moâ hình kinh nghieäm thieát keá hoà tuøy tieänâ ä á á à ø ä Taûi troïng beà maët Thôøi gian löu Trong ñoù: : Taûi troïng beà maët, kg/ha/ngaøy Li : Noàng ñoä BOD vaøo, mg/L Q : Löu löôïng nöôùc thaûi, m3/ngaøy Af : Dieän tích beà maët hoà, m2 sλ Moái quan heä giöõa taûi troïng beà maët vaø nhieät ñoä Trong ñoù: : Thôøi gian löu, ngaøy D : Chieàu saâu hoà, m Qi : Löu löôïng doøng vaøo, m3/ngaøy Qe : Löu löôïng doøng ra, m3/ngaøy fθ 34 Thieát keá hoà hiếu khí ñeå loaïi boû coliformá á à å ï û Trong ñoù: Ni , Ne : Haøm löôïng coliform doøng vaøo vaø doøng ra, MPN/100mL kT : Haèng soá phaûn öùng baäc 1 loaïi boû coliform. Ngaøy-1 θ, θa ,θf : Thôøi gian löu, ngaøy Đối với một hồ đơn: Đối với chuỗi hồ: Giá trị KT ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau: 35 Thieát keá hoà hoaøn thieän ñeå loaïi boû tröùng giun saùná á à ø ä å ï û ù ù Trong ñoù: R : Hieäu quaû loaïi boû tröùng giun saùn, % : Thôøi gian löu, ngaøyθ Để loại bỏ dưới 95% số lượng trứng giun sán, áp dụng công thức sau: 36 Thieát keá hoà hoaøn thieän ñeå khöû dinh döôõngá á à ø ä å û õ Trong ñoù: Ci , Ce : Noàng ñoä N-Ammonia ñaàu vaøo, mgN/L A : Dieän tích beà maët hoà, m2 Q : Löu löôïng nöôùc thaûi, m3/ngaøy Moái quan heä giöõa pH vaø ñoä kieàm Vôùi: A laø ñoä kieàm trong nöôùc thaûi doøng vaøo Đối với nhiệt độ nhỏ hơn 20oC: Đối với nhiệt độ lớn hơn 20oC: 37 BÀI TẬP VÍ DỤ 5.2 Ví dụ 5.2: Thiết kế một hệ thống hồ kỵ khí tùy tiện với các dữ liệu như sau: • Số dân: 20.000 dân • Lưu lượng dòng vào: 3.000 m3/ngày • Nồng độ BOD đầu vào: So = 350 mg/l • Nhiệt độ: T = 23oC (nhiệt độ chất lỏng trung bình của tháng lạnh nhất). 38 BÀI TẬP VÍ DỤ 5.3 Ví dụ 5.3: Thiết kế hệ thống HSH phục vụ dân số 100.000 người; tải lượng BOD5: 40g/ng.ngđ; lưu lượng nước thải 100L/ng.ngđ; nhiệt độ nứơc thải: 26oC. Nồng độ Feacal Coliforms trong nứơc thải đầu ra: 1000/100 ml. Nứơc thải đựơc xử lý nhờ chuỗi HSH bao gồm HSH kỵ khí, HSH tuỳ tiện vá các bậc hồ xử lý triệt để. 39 HOÀ THÖÏC VAÄT Caùc loaïi thöïc vaät nöôùc Pleustophyte (taêng tröôûng treân maët nöôùc, laù noåi treân beà maët): Luïc bình, coû vòt, rau muoáng, beøo hoa daâu, beøo taây, beøo nhaät baûn Heltophyte (reã naèm ngaäp trong nöôùc): Lau saäy, coû chæ, Iris, coû naêng, laùc Hydrophytes (ngaäp trong nöôùc):Elodea, coû thi Phieâu sinh thöïc vaät (Phytoplankton): Taûo chlorella, Euglena, Scenedesmus Vai troø cuûa thöïc vaät nöôùc Söû duïng caùc chaát dinh döôûng, tích luõy kim loaïi naëng vaän chuyeån oxy, giaûi phoùng oxy töï do Tieâu dieät, giaûm söï taêng tröôûng cuûa taûo Heä thoáng reã ñoùng vai troø laø boä loïc cô hoïc laøm giaûm taûi löôïng oâ nhieãm taêng myõ quan 40 HOÀ THÖÏC VAÄT • Hoà thöïc vaät laø phöông phaùp xöû lyù ñöôïc xem laø laâu ñôøi nhaát (treân 3000 naêm) coù khaû naêng xöû lyù caùc chaát höõu cô, nitô, phospho Aùp duïng phuï thuoäc vaøo: Tính chaát nöôùc thaûi: BOD, dinh döôõng, caùc chaát ñoäc haïi, nhieät ñoä nöôùc thaûi Ñieàu kieän khí haäu, thôøi tieát: nhieät ñoä, böùc xaï,vvv Tính chaát nguoàn nöôùc tieáp nhaän (haøm löôïng muoái, ñoä kieàm, ñoä cöùng) 41 HOÀ THÖÏC VAÄT Xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò, khu du lòch, caùc cuïm daân cö nhoû , nöôùc thaûi noâng nghieäp vaø xöû lyù baäc 3 ñoái vôùi nöôùc thaûi coâng nghieäp Chi phí ñaàu tö, vaän haønh, baûo trì thaáp Khöû pathogen cao Nöôùc sau xöû lyù thích hôïp cho töôùi tieâu phuïc vuï noâng nghieäp 42 HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI TÖÏ NHIEÂN ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC VAØ CAÙNH ÑOÀNG TÖÔÙI 43 ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC - WETLAND Ñaát ngaäp nöôùc (wetland, ÑNN) laø vuøng ñaát ôû ñoù möïc nöôùc cao hôn hoaëc xaáp xó maët ñaát taïo ñieàu kieän baõo hoøa nöôùc quanh naêm, thích hôïp cho caùc loaïi thöïc vaät nöôùc noåi (emergent plants) phaùt trieån nhö lau saäy (cattails, bulrushes, ressds). Hieän nay, ÑNN laø moät trong nhöõng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi töï nhieân trong ñoù caùc phaûn öùng sinh hoùa lyù hoïc xaûy ra. Vi sinh vaät soáng baùm treân boä reã, thaân caây vaø treân beà maët haït ñaát ñaù taïo lôùp maøng vi sinh coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc gioáng nhö beå loïc sinh hoïc. Khaùc vôùi vuøng ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân nhö ñaàm laày, trong ÑNN nhaân taïo (constructed wetland), cheá ñoä thuûy löïc ñöôïc kieãm soaùt vaø ÑNNNT ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi trong vieäc xöû lyù caùc loaïi nöôùc thaûi khaùc nhau 44 ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC - WETLAND Phân loại Đất ngập nước Đất ngập nước tự nhiên: được sử dụng để xử lý NT bổ sung; Đất ngập nước nhân tạo: (constructed wetland): bao gồm 9 (i) các hồ/mương có lót chống thấm; 9 (ii) đất hoặc vật liệu thích hợp (đá, cát,..) để trồng thực vật chìm (lau sậy,..) và 9 (iii) lớp nước cạn (< 0.5 m) hoặc lớp nước xấp xỉ mặt đất. 9 Tải trọng hữu cơ < 110 kg BOD/ha.ngày 9 L/W > 10:1 9 Chiều sâu lớp nước < 0.5 m 45 ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC - WETLAND Hai loaïi ÑNNNT ñöôïc phaùt trieån maïnh trong xöû lyù nöôùc thaûi, coù lôùp nöôùc treân maët (Free Water Surface, FWS) vaø khoâng coù lôùp nöôùc treân maët (Vegetated Bed Systems, VSB). FWS laø hoà hoaëc keânh möông coù ñaùy ít thaám nöôùc, phía treân laø lôùp ñaát ñaù laøm neàn cho thöïc vaät nöôùc noåi sinh tröôûng, vaø treân cuøng laø lôùp nöôùc coù chieàu saâu 0.1-0.6 m. VSB coøn goïi laø “vuøng reã” (root zone), töông töï nhö FWS nhöng möïc nöôùc naèm xaáp xó hoaëc thaáp hôn moät ít maët ñaát. ÑNN ôû vuøng khí haäu noùng coù theå hoaït ñoäng toát ôû taûi troïng chaát höõu cô (Organic Loading Rate, OLR) 18 -116 kg BOD5/ha.ngaøy ñeâm vaø thôøi gian löu nöôùc HRT = 7 - 14 ngaøy. 46 ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC (WET LAND) 47 1. HÖ thèng èng ®ôc lç nèi tõ phßng t¾m 2. C¸c lo¹i c©y trång trªn líp nÒn sái 20mm 3. Líp ®Öm cao 100mm trªn bÒ mÆt b×nh th−êng ®Ó tr¸nh ngËp 4. H−íng di chuyÓn dßng n−íc 5. Mùc n−íc ph¶i ®−îc duy tr× ®¶m b¶o thÊp h¬n líp sái 6. N−íc ®· xö lý ®−îc ®−a vÒ bÓ chøa n−íc nhμ vÖ sinh 7. èng ®Çu ra ®ôc lç tíi tr¹m b¬m kÕ bªn 8. Líp lãt bäc b»ng PVC 0.75 mm 9. Líp sái dμy 150 mm trªn phñ trªn ®−êng ®−êng èng 10. Hμng g¹ch ng¨n ®Ó chèng l¹i hiÖn t−îng Short circuiting HÖ thèng xö lý b»ng c©y sËy Xö lý tù nhiªn 48 HÖ thèng xö lý b»ng c©y sËy Xö lý tù nhiªn 49 HÖ thèng xö lý b»ng c©y sËy Xö lý tù nhiªn 50 ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC - WETLAND Bảng: Những thông số thiết đặc trưng cho đơn vị xử lí đất ngập nước Tiêu chuẩn đặc trưng Tính chất đầu ra, mg/LĐiểm xử lí Nhu cầu khí hậu thời gian lưu, ngày Độ sâu, m tải lượng thuỷ lực, m/(ha. Ngày) Đất ngập nước tự nhiên xử lí bổ sung, AWT với nguồn vào bậc 2 ấm 10 0.2-1 100 BOD TSS TN 5-10 5-15 5-10 Đất ngập nước nhân tạo bậc 2, hoặc AWT Không cần 7 0.1-0.3 200 BOD TSS TN 5-10 5-15 5-10 51 XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI QUA ÑAÁT Xöû lyù qua ñaát (land treatment) laø quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng caùc phöông phaùp töôùi thích hôïp, thöôøng aùp duïng ñoái vôùi nöôùc thaûi ñaõ qua quaù trình xöû lyù baäc hai. Noù gaàn nhö laø phöông phaùp taän duïng nöôùc thaûi hay caùc chaát dinh döôõng chöùa trong nöôùc thaûi. Quaù trình xöû lyù ñöôïc tieán haønh bôûi caùc quaù trình töï nhieân, nöôùc thaûi chuyeån ñoäng qua lôùp vaät lieäu loïc töï nhieân laø ñaát vaø heä thöïc vaät. Moät phaàn nöôùc thaûi bay hôi do hoâ haáp cuûa thöïc vaät, trong khi phaàn coøn laïi seõ thaâm nhaäp vaøo ñaát vaø boå caäp cho nöôùc ngaàm. 52 XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI QUA ÑAÁT Xöû lyù nöôùc thaûi qua ñaát coù theå cung caáp caùc chaát dinh döôõng caàn thieát cho caây troàng. Caùc chaát dinh döôõng chuû yeáu (nitô, phoátpho vaø kali) thöôøng bò khöû raát ít trong heä thoáng xöû lyù baäc hai thoâng thöôøng vaø nhö vaäy phaàn lôùn chuùng vaãn coøn trong doøng thaûi ñaàu ra. Caùc chaát dinh döôõng trong ñaát haøng naêm bò tieâu thuï do caây troàng vaø do xoùi moøn ñaát coù theå ñöôïc buø laïi baèng caùch taän duïng nöôùc thaûi ñeå töôùi. 53 XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI QUA ÑAÁT Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi qua ñaát thöôøng aùp duïng moät trong ba phöông phaùp caên baûn sau ñaây: ¾ Phöông phaùp toác ñoä chaäm. ¾ Phöông phaùp doøng chaûy beà maët (Cánh đồng tưới) . ¾ Phöông phaùp thaám nhanh (cánh đồng lọc) . Caùc caây troàng coù theå ñöôïc töôùi vôùi möùc baèng ñoä tieâu thuï cuûa chuùng (khoaûng 3,5 ñeán 10 mm/ngaøy tuøy thuoäc vaøo loaïi caây troàng), ñeå caûi taïo caùnh ñoàng töôùi Khi töôùi vôùi vaän toác cao (10 ñeán 15 mm/ngaøy), caùc loaïi coû nöôùc ít nhaïy caûm vaø khaû naêng haáp thuï chaát dinh döôõng cao laø caùc loaïi caây troàng ñöôïc öu tieân löïa choïn. 54 PHÖÔNG PHAÙP DOØNG CHAÛY BEÀ MAËT Laø quaù trình xöû lyù sinh hoïc qua ñaát cô baûn, trong ñoù nöôùc thaûi ñöôïc töôùi ôû phaàn cao cuûa caùnh ñoàng coù ñoä doác vaø chaûy qua beà maët thöïc vaät ñeán möông thu gom ôû phía thaáp. Quaù trình hoài phuïc nöôùc thaûi ñöôïc thöïc hieän baèng caùc quaù trình lyù hoïc, hoùa hoïc vaø sinh hoïc khi nöôùc thaûi chaûy thaønh lôùp moûng treân beà maët doác töông ñoái khoâng thaám nöôùc. Phöông phaùp doøng chaûy beà maët coù theå thöïc hieän nhö moät quaù trình xöû lyù thöù caáp hay moät quaù trình xöû lyù baäc cao. Coù theå töôùi vôùi toác ñoä cao (18 mm/ngaøy hay lôùn hôn) tuøy thuoäc vaøo möùc ñoä xöû lyù ñöôïc yeâu caàu. 55 CAÙNH ÑOÀNG TÖÔÙI (SPRAY IRRIGATION SYSTEM) 1. Khu daân cö; 3. Beå töï hoaïi; 4. Beå chöùa; 5; Beã loïc caùt; 6. Beå khöû truøng (Chlorine hay UV); 7. Haàm bôm; 8. OÁng daãn; 9. Voøi phun; 10. Caùnh ñoàng töôùi 56 CAÙNH ÑOÀNG TÖÔÙI (SPRAY IRRIGATION SYSTEM) Sô ñoà toång quaùt cuûa caùnh ñoàng töôùi 57 PHÖÔNG PHAÙP THAÁM NHANH Theo phöông phaùp naøy, nöôùc thaûi ñöôïc söû duïng ñeå töôùi cho ñaát vôùi toác ñoä cao. Quaù trình xöû lyù dieãn ra khi nöôùc ñi qua maïng caáu truùc cuûa ñaát. Caùc muïc ñích cuûa heä thoáng töôùi theo phöông phaùp thaám nhanh bao goàm: 9 Boå caäp nöôùc cho nöôùc ngaàm; 9 Xöû lyù töï nhieân tieáp theo baèng caùch bôm ruùt hay söû duïng oáng thoaùt ngaàm; 9 Xöû lyù töï nhieân khi nöôùc ñöôïc xöû lyù chaûy doïc theo ñaát vaø ñi vaøo nguoàn nöôùc maët. Khi chaát löôïng nöôùc ngaàm bò suy giaûm do söï xaâm nhaäp maën, söï boå caäp nöôùc cho nöôùc ngaàm coù theå ñaûo gradient thuûy löïc vaø baûo veä nguoàn nöôùc hieän höõu. 58 CAÙNH ÑOÀNG LOÏC (RAPID INFILTRATION SYSTEM) Sô ñoà toång quaùt cuûa caùnh ñoàng loïc (rapid infiltration system) 59 Bảng: Những thông số thiết kế xử lý nước thải qua đất Tiêu chuẩn đặc trưng Tính chất đầu ra, mg/LĐiểm xử lí Nhu cầu khí hậu thực vật diện tích, ha tải lượng thủy lực Tốc độ chậm bậc 2 hoặc AWT ấm có 23-280 0.5-6 BOD TSS TN TP FC <2 <1 <3 <0.1 0 Dòng thấm nhanh bậc 2, hoặc AWT, hoặc trở lại nước ngầm Không cần Không 3-23 6-125 BOD FSS TN TP FC** 5 2 10 <1 10 Dòng tràn bậc 2, khử nitơ ấm Có 6-40 3-20 BOD TSS TN TP 10 10 <10 <6 60 Bảng: Những thông số thiết kế xử lý nước thải qua đất Đặc trưng Tốc độ chậm (loại 1) Tốc độ chậm (loại 2) Sự thấm nhanh Dòng chảy qua đất liền Ứng dụng đất ướt Cây thủy sinh trôi nổi Ứng dụng kĩ thuật Vòi phun hoặc bề mặt Vòi phun hoặc bề mặt Bề mặt thông thường Vòi phun hoặc bề mặt Vòi phun hoặc bề mặt Bề mặt Tốc độ nước hàng năm 5,6-20 2,0-6,7 20-300 24-186 18-60 18-60 Diện tích yêu cầu, ac/(Mgal/d) 56-200 170-550 3,7-56 6-45 18-62 18-62 Yêu cầu tiền xử lý Lắng sơ cấp Lắng sơ cấp Lắng sơ cấp Che chắn Lắng sơ cấp Lắng sơ cấp Cung cấp nước thải Sự thấm qua và bốc hơi nước Sự thấp qua và bốc hơi nước Thấm qua chính Chảy tràn bề mặt va ̀ bốc hơi một phần thấm qua Sự thấm qua và bốc hơi, chảy tràn Bốc hơi một phần Cần cho rau Yêu cầu Yêu cầu Sự tràn Yêu cầu Yêu cầu Yêu cầu Phim minh họa
File đính kèm:
- bai_giang_cac_qua_trinh_sinh_hoc_trong_ky_thuat_moi_truong_c.pdf