Nitơ trong nước thải là vấn đề hết sức đau đầu đối với các kỹ sư thiết kế hệ thống, kỹ sư vận hành trạm và các loại sư sãi khác. Hôm nay mình nói về loại nước thải cơ bản nhất là nước thải sinh hoạt, trên phương diện là một người thiết kế thi công và vận hành thực tế, không phải lý thuyết.
1. Nước thải sinh hoạt bao gồm: nước WC, nước tắm giặt, nước bếp ăn, nhà hàng…
Vấn đề của nước thải sinh hoạt:
– COD/ BOD: chỉ sợ thấp, không sợ cao. Càng cao càng thích. Cao quá 500 mg/l thì thêm bể UASB, no problem!
– Dầu mỡ: ở đây là dầu mỡ từ dòng thải nhà bếp. Nhất thiết phải tách mỡ trước khi đưa về hệ thống xử lý tập trung, nếu không sẽ phải trả giá khi đường ống tắc, bơm nghẹt do đóng mỡ.
– Ni tơ: LÀ VẤN ĐỀ LỚN NHẤT mà phần lớn các hệ thống XLNT sinh hoạt dính phải. Hôm nay ta chỉ nói về Ni tơ.
2. NITƠ Ở ĐÂU RA
Chủ yếu từ dòng thải WC ở dạng NH4+. Nước thải nhà bếp thì cũng có nhưng không nhiều.
Tùy vào tỷ lệ của các dòng thải mà nồng độ Ni tơ cao hay thấp. Nếu nước thải sinh hoạt của công nhân nhà máy (may mặc, da giầy…) thì ni tơ RẤT CAO trong khi BOD lại thấp. Nước thải của tòa nhà, khu dân cư thì tương đối cân bằng.
3. CÁC HỆ THỐNG XLNT SINH HOẠT THƯỜNG GẶP VẤN ĐỀ GÌ?
– Trong quá trình cày cuốc bươn chải mưu sinh, mình thấy rất nhiều trạm XLNT gặp vấn đề Ni tơ đầu ra không đạt. Nhìn về cảm quan, bùn vi sinh hay bị nổi, nước đầu ra có màu vàng…
– Nhiều đơn vị thi công ít kinh nghiệm nên không giải quyết được vấn đề này, rút cục không bàn giao được hệ thống, chủ đầu tư khóc, nhà thầu cũng khóc.
– Nguyên nhân chủ yếu: nước thải thiếu BOD,lưu lượng không đủ, thiếu dòng tuần hoàn nitrat lỏng, thiết kế bể lắng không chuẩn…
4. XỬ LÝ NI TƠ TRONG NƯỚC THẢI SINH HOẠT THẾ NÀO?
– Bắt bọn vi khuẩn xử lý thôi.
– Ở đây chắc chắn ông sư nào cũng thuộc lòng công thức: BOD5:N:P = 100:5:1, nhưng có nhiều người không hiểu được bản chất. Đây là công thức gần đúng để các nhà sư có thể ước lượng, tính toán tỷ lệ các chất ô nhiễm đầu vào cho cân bằng.
Hiểu nôm na: để xử lý 1 kg nitơ cần 20kg BOD. OK, fine?
– Theo quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, có 2 chỉ tiêu liên quan đến ni tơ là NH4+ (tính theo N) và NO3- (tính theo N). NH4+ sẽ chuyển thành NO3- qua quá trình nitrification, sau đó NO3- chuyển thành N2 tự do bởi quá trình denitrification(như ảnh).
Nitrification xảy ra ở bể hiếu khí, trong khi denitrification ở bể thiếu khí. Nitrification xảy ra trước, denitrification xảy ra sau, vậy tại sao các bể lại thiết kế dạng A-O (thiếu khí trước – hiếu khí sau)?
LÝ DO?
Nếu quá trình xử lý hiếu khí trước, BOD có thể mất hết mà ni tơ mới chỉ ở dạng NO3-, chưa tách thành dạng N2 tự do. Khi đó nước thải sau xử lý sẽ đạt chỉ tiêu BOD và Amoni, nhưng không đạt chỉ tiêu Nitrat.
Vì vậy bố trí bể Anoxic trước là một giải pháp rất thông minh, việc chuyển hóa từ NO3- thành N2 diễn ra trong bể Anoxic nhờ dòng bơm tuần hoàn.
Có nhiều hệ thống thiết kế dạng A-O-A-O, mỗi bể nho nhỏ xinh xinh.
5. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HTXLNT SINH HOẠT ÍT GẶP LỖI
Dưới đây là các kinh nghiệm mình đúc rút sau quá trình hành nghề kiếm cơm:
– Trước hết là phải có thông số nước thải đầu vào làm cơ sở tính toán. Tuy nhiên có nhiều trạm thiết kế mới, chưa có dòng thải thì phải lấy theo lý thuyết.
– Tính toán đủ kích thước bể, không ăn bớt để giảm chi phí. Lưu ý bể điều hòa.
– Lưu lý tính toán đủ bơm và lưu lượng dòng tuần hoàn nitrat lỏng từ cuối bể aerotank về đầu bể anoxic. Dòng này khoảng 2Q – 4Q (từ 2 lần đến 4 lần lưu lượng xử lý)
– Bể anoxic dùng máy khuấy hoặc đảo trộn khí thô cũng được (khống chế để DO,0,5mg/l)
– Bể Aerotank duy trì DO > 2 mg/l. Lớn quá thì bông bùn bị vỡ, sẽ khó lắng.
– Bể lắng thiết kế dốc >60 độ để thu bùn tốt. Nếu chiều cao bể thiếu thì chia thành nhiều hố hoặc rãnh thu bùn. Cố gắng hạn chế tối đa tình trạng bùn đã lắng mà không bơm thu hồi được. Bùn này chỉ cần khoảng nửa ngày là đã nổi lều phều khắp bể. Bơm hút bùn đáy cài đặt thời gian để hoạt động tự động.
– Nếu diện tích hạn hẹp, thiết kế theo công nghệ SBR sẽ tiết kiệm diện tích hơn do không cần bể lắng. Hiệu quả xử lý ni tơ cũng cao hơn. SBR về bản chất vẫn là quá trình thiếu khí – hiếu khí, tuy nhiên dòng nước đi có khác một chút. SBR cũng đơn giản, không đến mức là thử thách của các kỹ sư mới.
– Nếu dinh dưỡng thiếu: bổ sung thêm bồn dinh dưỡng cấp định kỳ. Tuy nhiên còn 1 phương pháp khác mà mình chưa để cập trong bài này. Thực tế ít khi chủ đầu tư chịu cấp dinh dưỡng thường xuyên, cũng như tuân thủ các thao tác vận hành.
(theo Fanpage: Công nghệ xử lý môi trường)