Tài liệu BÀI BÁO CÁO CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THÁI pptx

• Hệ thống xử lý nước thải hiện nay của nhà máy được chia làm 2 giai đoạn chính: xử lý sinh học yếm khí và xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ sbr... Bể trung gian• Để ổn định dòng nước chảy

BÀI BÁO CÁO

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Hoa Du Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đình Nam

Nội dung :

• 1 Hiện trạng nước thải tại các nhà máy hiện nay

• 2 Hệ thống xử lý nước thải

• 3 Chỉ tiêu kiểm soát tại các công đoạn

• 4 Biện phá p cải tiến để hệ thống hoạt động có hiệu quả hơn

1 Hiện trạng nước thải tại các nhà

máy hiện nay

• Tải lượng ô nhiễm trong nước thải bia là 6-18 kg BOD5, 9-30 kg COD, 2-4 kg cặn lơ lửng cho 1000 lít bia Các nghiên cứu về thành phần, tính chất nước thải sản xuất bia cho thấy hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải các cơ sở sản xuất bia địa phương lớn hơn tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần (bảng 1)

Bảng 1 Thành phần và tiêu chuẩn xả nước

thải sản xuất bia ra nguồn nước mặt

TT Chỉ tiêu Nước thải trước

xử lý * Tiêu chuẩn thải **

Ghi chú:

* Theo các số liệu nghiên cứu tại công ty Bia ong Thái Bình, Công ty Bia Nghệ An, Nhà máy Bia NADA, nhà máy Bia Hạ Long

** Cột B theo TCVN 5945-1995, nước thải công nghiệp, Tiêu chuẩn thải ra nguồn nước mặt loại B

Do có hàm lượng chất hữu cơ cao, cặn lơ lửng lớn, nước thải sản xuất bia gây mùi hôi thối, lắng cặn, giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước nguồn khi tiếp nhận chúng Mặt khác các muối nitơ, phốt pho trong nước thải bia dễ gây hiện tượng phú dưỡng cho các thuỷ vực

• Nước thải nhà máy bia cần được xử lý sinh học, đảm bảo yêu cầu xả ra nguồn nước mặt theo quy định của TCVN 5945-1995.

2 Hệ thống xử lý nước thải :

• Sơ đồ chung hệ thống xử lý nước thải :

Nước thải Bể cân bằng Bể khuấy trộn Vôi

Bể thổi khí

Bể cuối Giàn mưa

• Yêu cầu chỉ số hoá lý của nước thải đầu vào không chứa các chất có tính diệt khuẩn, gây độc như: Cl 2, Oxonia, Javel, Clorua vôi,…và các KLN.

• Yêu cầu chất lượng nước sau xử lý: Tối thiểu phải đạt tiêu chuẩn tại QCVN 24:2009/BTNMT cột B, tức là:

• COD ≤ 100 mg/l ; BOD5 ≤ 50 mg/l

• SS ≤ 100 mg/l ; pH = 5,5 ÷ 9

• Tổng N ≤ 60 mg/l ; Tổng P ≤ 6 mg/l

• Công nghệ xử lý nước thải hiện nay của nhà máy là công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của VSV để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải Các VSV

sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các giá trị dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên

• Hệ thống xử lý nước thải hiện nay của nhà máy được chia làm 2 giai đoạn chính: xử lý sinh học yếm khí và xử lý sinh học hiếu khí theo mẻ (sbr)

• Hệ thống xử lý nước thải có công suất thiết kế 2200m3/ngày đêm,hiện tại chạy với công suất khoảng 60m3/h, tương ứng 1440m3/ngày đêm.

• Sau đây là quy trình vận hành cụ thể của hệ thống xử

lý nước thải:

Nước thải

Hố gas 1

Bể điều hòa và Điều chỉnh pH

Bổ sung axit hoặc kiềm

Bể yếm khí

Bổ sung N và P

Bể lắng đứng 1 Bể lắng đứng 2

Bể Aroten3

Bể trung gian

Bể Aroten2 Bể Aroten1 Cấp khí

Xi lô 2

Hố ga 2

Ngăn nén bùn 1,2

Xi lô 3,4 Máy ép

bùn

Nước thải ra ngoài

Hố ga 3

Xi lô 1

Đóng bao bùn khô

Song chắn rác thô

Máy tách rác tinh

Bổ sung N và P

Bể lắng hướng tâm

• Tách rác thô, gom nước thải :

• Nước thải từ các xưởng, nhà nấu, nhà chiết, nhà xuất bia hơi… theo hệ thống mương dẫn chảy về hố ga 1 Nước thải trước khi vào hố ga 1, phần rác thô có kích thước lớn sẽ được giữ lại ở song chắn rác

Tách rác tinh, bể lắng hướng tâm

• Nước thải từ hố ga 1 được bơm (bơm 1) lên máy tách rác tinh Nước thải sau khi đã được tách rác chảy tràn sang bể lắng được thiết kế theo kiểu bể lắng hướng tâm (dung tích chứa 117 m3) Bể lắng này được dùng để lắng các tạp chất thô ra khỏi nước thải

• Nguyên tắc hoạt động: Nước thải chảy theo ống trung tâm từ dưới lên trên, còn cặn trượt liên tục theo ống xuống không gian chứa cặn Dàn quay quay với vận tốc 5-6 phút/vòng Khi dàn quay quay cặn lắng được dồn về

hố thu (trung tâm bể) nhờ hệ thống cào gom cặn gắn ở phần dưới dàn quay hợp với trụ 1 góc 150 Cặn bùn được xả ngoài

1 Ngoài ra, trong bể điều hòa được lắp hệ thống sục khí

để đảm bảo hòa tan, đồng đều nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ thể tích bể và không cho cặn lắng trong

bể

Xử lý yếm khí

• Nước thải từ bể điều hòa được bơm sang bể yếm khí bằng bơm 2 hoặc bơm 3 Chế độ bơm được cài tự động bằng tín hiệu điều khiển phản hồi từ đầu dò pH, lưu lượng bơm cố định 60 m3/h Tại đây được bổ sung N và

P thông qua bơm 4 (pha 4,5 Kg Ure và 12 Kg Na3PO4 vào thùng 500ml), bơm định lượng điều chỉnh ở vị trí 60l/

h chảy đồng thời với bơm cấp nước vào bể xử lý yếm khí Hỗn hợp khí gas của bể sẽ theo ống dẫn khí đi ra ngoài Bùn dư ở đáy mỗi ngăn của bể được xả vào hố

ga 2 Nước thải sau khi đi qua bể này hàm lượng COD, BOD sẽ giảm

Bể lắng đứng

• Nước thải sau khi xử lý yếm khí chảy tràn sang 2 ngăn lắng đứng (dung tích 71 m3/1 ngăn) Bể lắng được thiết kế dạng lắng kiểu lớp mỏng, hỗn hợp nước thải và bùn sẽ đi qua các vách đặt nghiêng 600, phần bùn sẽ lắng xuống đáy bể, phần nước sẽ theo ống dẫn chảy tràn sang bể trung gian Bùn dư ở đáy được xả vào hố

ga 2

Bể trung gian

• Để ổn định dòng nước chảy và tách hết các khí sinh

ra từ quá trình yếm khí cho quá trình xử lý sinh học hiếu khí tiếp theo, nước thải sau khi đi qua bể lắng sẽ được chảy vào bể trung gian (dung tích khoảng 27 m3) Tại đáy bể trung gian sẽ được lắp hệ thống sục khí và được cấp khí để làm tăng khả năng hoạt động của VSV hiếu khí

Bể xử lý sinh học theo mẻ (sbr)

• Hiện nay quá trình lên men hiếu khí của hệ thống xử

lý nước thải nhà máy được tiến hành trong bể Aroten làm việc theo mẻ Hệ thống bể Aroten có dung tích chứa khoảng 1063 m3 (bao gồm 3 bể Aroten 1 dung tích 380 m3, Aroten 2 dung tích 380 m3, Aroten 3 dung tích 300 m3) Nước thải từ bể trung gian bơm sang bể Aroten 1,2,3 lần lượt Ở các bể Aroten khi bể đang chờ nạp nước thì tắt hoàn toàn máy sục khí Khi nạp nước vào đầy mỗi bể thì bắt đầu bật máy sục khí tiến hành sục khí đều đặn, hết công suất và bổ sung N và P vào mỗi

bể Duy trì sục khí trong thời gian 8h tùy theo chất lượng nước nếu lắng không tốt thì tăng thời gian sục khí lên

• Sau khi sục khí 8h trước khi tắt máy sục khí thì dùng ống đong 1000 ml đo thể tích bùn (SV) duy trì thể tích bùn trong mỗi bể Aroten từ 300-350 ml/l Sau khi tắt máy sục khí cho bùn lắng trong thời gian 2,5 – 3h Sau thời gian lắng trong, mở các van thử mẫu ở các van xả để kiểm tra xem bùn đã lắng qua cửa xả chưa, nước từ van thử mẫu trong là đạt yêu cầu Tiến hành mở van xả bùn

dư, sau đó mới tiến hành mở van xả nước Lượng bùn

dư ở mỗi bể được bơm về xilo 2

Máy ép bùn

• Bùn từ các xi lô 1, 2 được dồn về xi lô 3 hoặc xi lô 4 Bùn từ xi

lô 3 hoặc

4 được bơm vào ngăn hòa trộn của máy nén bùn Tại ngăn này bùn được cấp lượng hóa chất polyme bằng hệ thống bơm định lượng Sau đó bùn được bơm lên băng tải ép, quá trình làm khô

Chú thích:

• Xi lô 1chứa nước bùn bơm lên từ hố ga 3, châm dung dịch polyme, tách nước trong xả về hố ga 1, còn bùn dồn về xi lô 4 bằng bơm B2

• Xi lô 2 chứa bùn bể hiếu khí (bể Aroten), châm dung dịch polyme, tách nước trong xả về hố ga 1, còn bùn dồn về xi lô 4 bằng bơm B2

• Xi lô 3 chứa bùn yếm khí là chính, khi cần có thể chứa bùn hiếu khí, tách nước trong xả về hố ga 1, còn bùn dồn về xi lô 4 bằng bơm B2

• Xi lô 4 chuyên chứa bùn đi vào máy ép

• Khi lượng bùn quá nhiều, cho xả bùn từ các xi lô ra 20 ngăn phơi bùn

3 Chỉ tiêu kiểm soát tại các công

đoạn

• Hiện nay công nghệ xử lý nước thải của nhà máy là công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học qua 2 giai đoạn chính: xử lý sinh học yếm khí (bể yếm khí) và xử lý sinh học hiếu khí (bể Aroten lên men theo mẻ) Vì vậy ta cần kiểm soát chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra ở 2 giai đoạn trên

Quá trình xử lý sinh học yếm khí (bể yếm

khí)

• Để quá trình xử lý sinh học yếm khí đạt hiệu suất xử

lý cao ở bể yếm khí cần kiểm soát chất lượng nước đầu vào Trong hệ thống xử lý nước thải hiện nay của nhà máy bể điều hòa – nước thải đầu vào của quá trình xử lý sinh học yếm khí Vì vậy tại bể điều hòa cần kiểm soát các chỉ tiêu: nhiệt độ, pH, COD, BOD, các chất dinh dưỡng N và P

• Vì khí CH4 và khí CO2 và hỗn hợp các khí khác được hình thành bởi hoạt động phân hủy của các vi khuẩn yếm khí nên yêu cầu đầu tiên là bể yếm khí phải tuyệt đối kín Vi khuẩn metan mẫn cảm cao với oxy Nếu không giữ kín, sự hoạt động của vi khuẩn sẽ không bình thường và bể không có khả năng giữ khí

Phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện yếm khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

• Nhiệt độ: Trong bể yếm khí có 2 chủng loại VSV ưa ấm và ưa nóng Loại VSV ưa ấm thích nghi với nhiệt độ 30-350C Loại VSV ưa nóng thích nghi với nhiệt độ 50-550C Nhiệt độ thấp hơn 300C làm giảm hoạt tính của VSV yếm khí Để bể hoạt động tốt cần giữ nhiệt độ bể không được giao động quá lớn

• Các chất dinh dưỡng: Các chất dinh dưỡng có ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của VSV Thông thường tỷ lệ C/N =25/1÷30/1 là lý tưởng nhất

• Thời gian lưu: Thời gian lưu của nước thải tùy thuộc vào tính chất và điều kiện môi trường của nó, phải đủ lâu để các vi khuẩn yếm khí thực hiện việc trao đổi chất trong bồn phân hủy Thông thường đối với các chất dễ phân hủy thời gian lưu

có thể 1-2 ngày, đối với các chất khó phân hủy thời gian lưu dài hơn

• Do hoạt động lâu nên trong bể có tích lũy NH4+, Ca, Na, K,

Zn, SO42-…ở nồng độ cao quá các ion này có thể ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn sinh metan Để khắc phục tình trạng này thường thu cặn lắng sau một thời gian dài hoạt động

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí (bể Aroten lên men theo mẻ)

• Kiểm soát chất lượng nước thải đầu vào :

• Thực tế hiện nay của nhà máy bể trung gian – là nước thải đầu vào của quá trình xử lý sinh học hiếu khí Vì vậy tại bể trung gian cần kiểm soát các chỉ tiêu sau:

• * Nhiệt độ: Xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí thực chất là quá trình phân hủy các chất hữu cơ bởi hoạt động của VSV Do đó yêu cầu kiểm tra nhiệt độ của nước tạo điều kiện cho các VSV phát triển nâng cao hiệu quả xử lý của bể Điều kiện tốt nhất của dòng nước thải trong khoảng 250-350

• * pH: Quá trình hiếu khí hoạt động tốt ở pH = 6,5-8,5.

• * Lưu lượng: Kiểm tra lưu lượng nước thải cần thiết cho sự duy trì hoạt động ổn định của hệ thống

• * Các chất dinh dưỡng

• Nitơ, phospho là 2 thành phần quan trọng nhất cho sự phát triển của VSV Nitơ và phospho cần có số lượng đủ để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của các VSV Tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1 là đáp ứng tương đối đủ nhu cầu phát triển của các VSV phân hủy

+ Nếu thiếu Nitơ kéo dài: Ngoài việc cản trở quá trình sinh hóa còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng, các hạt bông bị phồng lên trôi nổi theo dòng nước ra làm cho nước khó trong và chứa một lượng lớn VSV, làm giảm tốc độ sinh trưởng và cường độ oxy hóa của chúng.

+ Nếu thiếu phospho, VSV dạng sợi phát triển và làm cho bùn hoạt tính lắng chậm và giảm hiệu suất xử lý

• Nói chung, thiếu dinh dưỡng trong nước thải sẽ làm giảm mức độ sinh trưởng, phát triển, tăng sinh khối của VSV, thể hiện bằng lượng bùn hoạt tính giảm, kìm hãm và ức chế quá trình oxy hóa các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn

Kiểm soát bể hiếu khí (bể Aroten)

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho VSV sinh trưởng và phát triển từ 250 – 350

+ pH: Quá trình xử lý sinh học hiếu khí hoạt động với giá trị pH khoảng 6,5-8,5

+ Nồng độ oxy hòa tan: Nồng độ oxy tối ưu từ 2-3 mg/l

Kiểm soát thể tích bùn : thường thể tích bùn hoạt

tính chiếm 30-40% theo tổng thể tích nước + bùn trong bể

Kiểm soát nước sau xử lý

• Chất lượng nước sau xử lý phải đạt QCVN 24: 2009 (cột

B )

Kiểm soát những tính chất vật lý

+ Mùi – màu

• Mỗi loại nước thải có màu và mùi đặc trưng, tùy thuộc vào thành phần hóa học của nước thải ấy Sự thay đổi của những tính chất này có thể do thành phần nước thải thay đổi và nó ảnh hưởng đến quá trình sinh học

• Bùn sinh học thường có màu nâu đặc biệt Khi quá tải hoặc không đủ oxy thì màu nâu đặc biệt này trở thành màu xám hay đen Do thiếu oxy, hỗn hợp lỏng thường phát triển mạnh, có mùi khó chịu của H2S, mecaptans…

do xảy ra quá trình sinh học yếm khí

• Trong bể Aroten màu của bùn của các mẫu lấy từ độ cao khác nhau là nâu thể hiện bể hoạt động tốt

+ Độ đục

• Nói chung nước thải sau xử lý của hệ thống sinh học khá trong Độ đục cho biết sự hiện diện của chất rắn lơ lửng Chất rắn lơ lửng thường là những bông bùn trôi theo dòng nước sau

xử lý, do bùn trương, trúng độc, quá tải

• Quá tải bùn

• Có chất ức chế và độc chất

• pH cao hoặc quá thấp

• Thiếu oxy

• Thiếu dinh dưỡng

• Điều kiện nhiệt độ thất thường

- Bọt nâu:

• Vi khuẩn dạng sợi – Nocardia cùng với bùn trương

• Nước thải chứa dầu mỡ

- Bọt đen sẫm

• Nước thải có chứa chất màu

• Thiếu oxy

Bể nén bùn

• Bể nén bùn hiện nay là nơi chứa chứa bùn khi bơm bùn từ hố ga 2 lên Tại bể nén bùn được tách thành 2 lớp: phần bùn lắng ở đáy, phần nước ở phía trên Do phần nước ở bể trong ở bể nén bùn được bơm sang bể Aroten, trước khi bơm vào bể Aroten cần kiểm soát các yếu tố pH, COD, BOD, SS

• Lượng khí tối ưu cung cấp cho lên men hiếu khí

• Điều kiện đầu tiên để đảm bảo cho aroten có khả năng oxy hóa các chất bẩn hữu cơ với hiệu suất cao là phải đảm bảo cung cấp đủ lượng oxy, mà chủ yếu là oxy hòa tan trong môi trường lỏng, một cách liên tục, đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu hiếu khí của VSV trong bùn

• Lượng oxy được coi là đủ khi nước thải có nồng độ oxy hòa tan > 2,0 mg/l.

• Lượng bùn duy trì hoạt động ổn định của hệ thống xử lý hiếu khí

• Lượng bùn để duy trì hoạt động ổn định của mỗi bể Aroten tùy thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành thường thể tích bùn hoạt tính chiếm 30-40% theo tổng thể tích nước + bùn trong bể

Biện pháp giảm bùn thải của hệ thống

• Do đặc tính nước thải nhà máy bia có chứa hàm lượng các chất hữu cơ, các chất lơ lửng cao và các tạp chất (bùn, bã ) cao Ngoài ra, công nghệ xử lý nước thải của nhà máy hiện nay là công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Cho nên lượng bùn phát sinh ra trong quá trình xử lý là tương đối lớn (lượng bùn phát sinh chủ yếu từ bể lắng và bể Aroten):

• Nhiệm vụ của bể lắng để lắng các tạp chất dễ