Thuyết Minh Thiết Kế Cơ Sở Nhà Máy Xử Lý Chất Thải.docx

THUYẾT MINH TKCS DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI HUYỆN TIÊN DU (LƯU VỰC PHÚ LÂM), TỈNH BẮC NINH (GIAI ĐOẠN 1) THUYẾT MINH THIẾT KẾ CƠ SỞ TẬP 2 NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2022[.]

Thuyết minh thiết kế CÔNG NGHỆ

Q UY CHUẨN , TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ PHẦN CÔNG NGHỆ

- Quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt;

- QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp;

- QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

- QCVN 01:2021/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về quy hoạch xây dựng;

- QCVN 07-2:2016/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về các công trình hạ tầng kỹ thuật - công trình thoát nước;

- TCVN 7222:2012 Yêu cầu chung về môi trường đối với các trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung;

- TCVN 7957-2008: Thoát nước – mạng lưới và công trình bên ngoài – tiêu chuẩn thiết kế;

- Quyết định số 03/2018/QĐ-UBND ngày 31/01/2018 của UBND tỉnh Bắc Ninh ban hành Quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với nước thải áp dụng trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh;

- Các tiêu chuẩn khác có liên quan.

V Ị TRÍ XÂY DỰNG NMXLNT

Vị trí nhà máy xử lý nước thải Phú Lâm được xác định tại văn bản số 4236/UBND-XDCB ngày 09/12/2020 của UBND tỉnh Bắc Ninh, diện tích 22.662 m2 thuộc địa giới quản lý hành chính xã Phú Lâm, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh, bên cạnh cụm công nghiệp Phú Lâm, hiện trạng là đất nông nghiệp, ao nước, có ranh giới: Phía Bắc, ĐôngBắc giáp sông Ngũ Huyện Khê; Phía Đông giáp trạm bơm Phú Lâm II; phía Nam và phíaTây giáp ruộng canh tác.

C ÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

I.3.1 Nguồn phát sinh nước thải

Nước thải đến NMXLNT Phú Lâm chủ yếu là:

- Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư

- Nước thải của các cơ sở sản xuất nhỏ, tiểu thủ công nghiệp xen kẽ trong khu dân cư (có tính chất tương tự nước thải sinh hoạt).

- Nước thải sinh hoạt từ các trụ sở cơ quan Nhà nước, trường học.

- Nước thải từ các quán ăn, cơ sở dịch vụ du lịch (nhà hàng, khách sạn, resort )

- Nước thải được thu gom thông qua hệ thống đường ống thu gom nước thải tập trung về NMXLNT để xử lý.

Lưu lượng nước thải thu gom và đưa về xử lý tại NMXLNT Phú Lâm tại giai đoạn 1 và dự kiến cho giai đoạn 2,3 như sau:

Bảng I.1 Lưu lượng nước thải về NMXLNT Phú Lâm

T Mô tả Đơn vị Giai đoạn 1 năm 2030 Giai đoạn 2 năm 2035 Giai đoạn 3 năm 2050

1 Công suất ngày trung bình m3/ ngày 9,414 18,879 34,888

2 Công suất giờ trung bình m3/h 392 787 1,454

3 Công suất ngày lớn nhất (làm tròn) m3/ ngày

4 Kh: hệ số không điều hòa giờ max 1.38 1.32 1.296

5 Công suất giờ lớn nhất (= công suất khi mưa) m3/h 704 1,350 2,450 Đối với các hạng mục đầu tư có thể sử dụng cho 2 giai đoạn hoặc có thể hợp khối để thuận tiện cho công tác vận hành, Tư vấn đề xuất xây dựng để phục vụ cho 2 giai đoạn. Các thiết bị phục vụ công tác vận hành tại giai đoạn 2 sẽ được lắp đặt theo mức công suất nước thải được truyền tải về nhà máy.

I.3.3 Tính chất nước thải đầu vào

Số liệu về đặc tính nước thải đầu vào của Nhà máy xử lý nước thải được thể hiện trong bảng sau:

Bảng I.2 Nồng độ các thông số ô nhiễm để thiết kế các NMXLNT

TT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ

Khoảng giá trị Trung bình

I.3.4 Yêu cầu chất lượng nước sau xử lý

Nước thải sau xử lý được xả ra nguồn tiếp nhận là Sông Ngũ Huyện Khuê, sau đó chảy vào sông Cầu là nguồn cung cấp nước sạch NMXLNT sinh hoạt tập trung Phú Lâm cần phải đạt đồng thời các thông số quy định tại: Cột A của QCVN 14:2008/BTNMT và Cột xử lý bậc 2 của TCVN 7222:2002 Cụ thể như sau:

Bảng I.3 Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý cho NMXLNT

TCVN 7222-2002: mức xử lý cấp 2

C ÔNG NGHỆ CỦA N HÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Công nghệ SBR được đề xuất và tính toán để thiết kế NMXLNT Quy trình công nghệ bao gồm 4 công đoạn chính sau đây:

“Xử lý sơ cấp”: Sử dụng các phương pháp cơ học kết hợp lắng trọng lực để tách các tạp chất ra khỏi dòng thải trước khi vào các công đoạn xử lý chính Song chắn rác dùng để tách tạp chất thô (gạch đá, cành cây, rác thải…), bể lắng cát để tách cát và các hạt lơ lửng lớn và dễ lắng ra khỏi nước thải; bể lắng sơ bộ dùng để tiếp tục tách cát, hạt lơ lửng nhỏ và khó lắng hơn, và các chất vô cơ không tan khác ra khỏi nước thải trước khi dẫn vào trạm xử lý tránh gây hư hỏng cho các thiết bị phía sau Việc tách cát và các tạp chất này là cần thiết để cho các quá trình ổn định bùn phía sau (trong bể xử lý hiếu khí, bể lắng thứ cấp…) diễn ra bình thường.

“Xử lý thứ cấp”: Sử dụng quá trình sinh học để tiêu hủy chất ô nhiễm (các chất thải hữu cơ dạng keo và hòa tan) trong nước thải Ở đây, công nghệ được lựa chọn là công nghệ bùn hoạt tính theo mẻ tuần hoàn SBR.

“Khử trùng”: Nước thải sau khi lắng được bổ sung chất khử trùng để diệt các vi khuẩn có hại trong nước thải trước khi thải ra môi trường.

“Xử lý bùn”: Bùn sinh ra trong quá trình xử lý từ quá trình lắng của bể SBR được ổn định và giảm thiểu qua bể làm đặc bùn, sau đó bùn được làm khô bằng máy ép bùn ly tâm trước khi mang đi thải bỏ.

Bước xử lý thứ cấp là công nghệ SBR như đã trình bày ở các phần trước Các bước xử lý sơ cấp, khử trùng, xử lý bùn là các công đoạn cần phải có của bất cứ một công nghệ nào. Đối với SBR, thiết kế các công đoạn tiền xử lý, xử lý sơ cấp, khử trùng và xử lý bùn như sau đây:

Bước 1 - Xử lý sơ cấp:

Chắn rác: Với quy mô công trình lớn, chắn rác được sử dụng thường là chắn rác có cơ cấu cào rác bằng cơ khí - vận hành tự động Chúng tôi đề nghị thiết kế các cụm máy tách rác hoạt động song song đảm bảo sự linh động của hệ thống, đồng thời bố trí 01 song chắn rác thủ công, dự phòng trong trường hợp bảo dưỡng, sửa chữa máy tách rác tự động Máy tách rác được đề nghị mua trọn bộ từ các nước tiên tiến (thuộc G7), đã sử dụng trong nhiều công trình tương tự tại Việt Nam.

Lắng cát: Các kiểu bể lắng cát phổ biến và những ưu / nhược điểm như sau đây:

Bảng I.4 So sánh ưu nhược điểm của các loại bể lắng cát

Bể lắng cát sục khí

Bê lắng cát xoáy lốc

Bể lắng cát cố định mức nước

Bể tách cát dòng chảy ngang

- Cùng một hiệu suất tách cát ứng với các lưu lượng khác nhau.

- Trở lực qua bể nhỏ.

- Bằng cách kiểm soát dòng khí, các

- Thích hợp với sự thay đổi lưu lượng lớn.

- Không có thiết bị chìm cần bảo dưỡng, bảo trì.

- Không kiểm soát dòng vào.

- Động cơ điều khiển được đặt trên mặt nước, thuận tiện cho công tác vận

- Linh động lưu lượng vận hành qua bể bằng cách điều chỉnh tấm chắn dòng ra.

Bể lắng cát cố định mức nước

Hydrocyclone chất hữu cơ dễ bị phân hủy sẽ bám theo cát ít nhất.

- Sục khí tránh được hiện tượng yếm khí ở dòng vào, cải thiện chất lượng nước đầu ra.

- Linh động và thích hợp với nhiều điều kiện và trình độ vận hành. thiểu diện tích xây dựng.

- Tách được cát nhỏ - đến 73% cát có đường kính đến 0,11mm. hành và bảo dưỡng.

- Trở lực qua bể nhỏ. tương đối nhỏ.

-Linh động và thích hợp với nhiều điều kiện và trình độ vận hành.

- Năng lượng sử dụng cao hơn.

- Đòi hỏi phải có kinh nghiệm thiết kế để duy trì dòng khí tốt đảm bảo tách cát tốt.

- Mùi sẽ phát sinh nếu không có biện pháp xử lý thích hợp.

- Thiết kế đã được đăng ký bản quyền.

- Các tấm chắn có thể giữ rác làm vướng dòng chảy.

- Cát có thể bị đóng rắn và gây tắc; yêu cầu bơm có áp suất lớn để bơm cát.

- Không giữ được dòng vào ổn định khi lưu lượng vào thay đổi.

- Cát sẽ có lẫn các chất hữu cơ dễ phân hủy.

- Các thiết bị cơ khí chìm trong nước, đòi hỏi cao về công nghệ chế tạo thiết bị.

- Đòi hỏi phải có kinh nghiệm thiết kế để duy trì dòng khí tốt đảm bảo tách cát tốt

Thường dùng để tách cát trong bùn. Không thích hợp cho trường hợp này.

Trên cở sở so sánh ưu nhược điểm của các loại bể lắng cát trên, căn cứ vào khả năng đáp ứng của công nghệ và thiết bị hiện nay, đơn vị tư vấn lập dự án đề nghị sử dụng bể lắng cát cố định mức nước

Bể điều hòa: Không áp dụng

Lượng nước thải có công suất lớn, trên diện rộng nên không có sự biến động quá lớn. Nước thải chảy qua hệ thống các cống thu gom kéo dài nên nồng độ các chất ô nhiễm tại điểm thu nước biến đổi không đáng kể Mặt khác, như đã phân tích ở trên, công nghệ SBR chịu được sự biến động lớn cả về lưu lượng và tải trọng Đây cũng là một ưu điểm của công nghệ này Do đó, với công nghệ này không cần áp dụng bể điều hòa nước thải.

Bể lắng sơ cấp: Không áp dụng

Bể lắng sơ cấp có tác dụng: Lắng cặn để giảm tải trọng cho bể sinh học Nhưng bể lắng sơ bộ lại phát sinh mùi hôi, tăng diện tích xây dựng, tăng chi phí vận hành - bảo dưỡng và tăng chi phí đầu tư.

Tuy nhiên, do sử dụng công nghệ SBR nêu trên nên chi phí vận hành sinh học đã giảm thiểu và không cần giảm tải ở bể lắng sơ cấp Toàn bộ quá trình phản ứng xẩy ra trong 1 bể nên không có đường ống tự chảy như công nghệ CAS Hơn nữa, hệ thống thu gom trải trên diện rộng, trên mạng thu gom đã có nhiều hố ga lắng cặn Bể lắng cát đã tách hầu hết các cặn nặng Bùn hoạt tính trong bể SBR đã được tăng cường khả năng keo tụ và lắng bởi bể lựa chọn vi sinh vật – do đó trong quá trình lắng ở bể sinh học, toàn bộ cặn không tan cũng sẽ bị lắng theo tốt hơn.

Do đó không cần thiết phải xây dựng bể lắng sơ cấp mà vẫn đảm bảo hiệu suất cả kể về kỹ thuật và kinh tế cho quá trình xử lý ở bể sinh học SBR

Buớc 2 - Xử lý thứ cấp:

Buớc 3 - Khử trùng nước thải: Để nước thải đạt TCVN về hàm lượng coliform, sau khi xử lý sinh học, nước thải phải được khử trùng Có các phương pháp khử trùng và các so sánh các chỉ tiêu như bảng sau đây:

Bảng I.5 So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp khử trùng

Hạng mục so sánh Clorine NaClO Ca(ClO) 2 Ozon Tia cực tím UV

Chi phí đầu tư Thấp TB TB Cao TB

Khử mùi Cao TB TB Cao Không mùi

Mức độ ăn mòn Cao TB TB Cao Không ăn mòn

Mức độ độc hại cho động / thực vật bậc cao

Cao TB TB TB TB

Mức độ an toàn vận hành

Thấp TB TB TB Cao Độ độc đối với vi sinh Cao Cao Cao Cao Cao

Hạng mục so sánh Clorine NaClO Ca(ClO) 2 Ozon Tia cực tím UV vật

Thời gian phản ứng- diện tích chiếm đất Cao Cao Cao Cao Thấp

Sản sinh chất độc hại thứ cấp Cao Cao Cao Thấp Không có

Chi phí vận hành Thấp TB TB Cao Thấp

Cùng với sự phát triển của công nghệ, phương án khử trùng tia cực tím có ưu điểm vượt trội so với các phương án khử trùng khác như chi phí đầu tư vừa phải, không tạo ra các chất độc hại thứ cấp, loại bỏ được nguy cơ khi vận chuyển, lưu trữ và sử dụng hóa chất (clorin- chất độc), đặc biệt là diện tích chiếm đất nhỏ và chi phí vận hành thấp Do vậy, đề xuất lựa chọn phương pháp khử trùng bằng tia cực tím

Phân hủy / làm đặc bùn: Quá trình xử lý bùn có các công đoạn: phân hủy, làm đặc, làm khô bùn Trước khi làm khô có các phương pháp sau:

Có 2 biện pháp phân hủy là yếm khí và hiếu khí. Ưu, nhược điểm các phương pháp như sau:

Bảng I.6 Bảng so sánh ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý bùn

Phân hủy yếm khí + Làm đặc

Không phân hủy mà chỉ làm đặc bùn Ưu điểm - Giảm 20 - 30% thể tích bùn cần làm khô.

- Thể tích bể nhỏ hơn so với phân huỷ yếm khí do thời gian lưu của bùn trong bể ngắn (từ 3 – 15 ngày).

- Trong quá trình xử lý bùn dư, nếu kiểm soát tốt sẽ không sinh mùi và các khí độc hại Do quá trình cấp khí O2 thường xuyên và liên tục.

- Có thể không cần xây

- Giảm 15 – 30% thể tích bùn cần làm khô.

- Sản phẩm khí sinh ra có thể được thu gom làm nhiên liệu.

- Tốn ít năng lượng hơn do không phải sục khí, dùng máy khuấy chìm.

- Không phải đầu tư xây dựng và vận hành bể phân hủy bùn.

- Chi phí vận hành thấp.

- Đơn giản hoá việc xử lý bùn

- Phù hợp tốt với xử lý nước thải sinh hoạt,lượng bùn sinh ra không lớn

Không phân hủy mà chỉ làm đặc bùn dựng hệ thống khử mùi.

- Vận hành tương tự bể

- Bùn trơ sau khi làm đặc hầu như không sinh ra mùi.

- Chi phí vận hành cao hơn do phải sử dụng khí cung cấp cho quá trình xử lý.

- Quá trình hiếu khí nếu không điều khiển tốt vẫn có thể phát sinh mùi hôi.

- Thể tích bể lớn do thời gian lưu dài (từ 20 – 80 ngày).

- Quá trình xử lý phát sinh các khí thải gây mùi và dễ gây cháy nổ.

- Điều kiện vận hành khắt khe nên gặp rất nhiều khó khăn trong vận hành.

- Quá trình kín (các thiết bị lắp đặt chìm: máy khuấy…) nên việc bảo trì bảo dưỡng gặp khó khăn.

- Chi phí đầu tư và vận hành cao do phải đầu tư thêm bộ thu hồi và đốt khí.

- Bùn rút ra để làm khô có mùi hôi.

- Không giảm thể tích bùn cần làm khô.

Căn cứ vào lượng bùn thải phát sinh đối với nước thải sinh hoạt, khả năng đáp ứng của các loại máy ép bùn hiện đại, đồng thời làm giảm rủi ro có thể về việc phát sinh mùi và đơn giản, thuận tiện cho quá trình vận hành Chúng tôi đề nghị chỉ sử dụng bể nén bùn. Tất nhiên điều này sẽ dẫn tới yêu cầu về phương pháp làm khô hiện đại.

K HOẢNG CÁCH LY

Hiện nay quy định khoảng cách ly đối với công tác xây dựng NMXLNT và các trạm bơm được quy định theo QCXDVN 01: 2021/BXD – Quy chuẩn quy hoạch Quốc gia về Quy hoạch Xây dựng, cụ thể như sau:

Bảng I.8 Các quy định về khoảng cách ly an toàn vệ sinh môi trường

Các công trình Khoảng cách ly ATVTVSMT (m) tương ứng với từng khoảng công suất

2 Nhà máy, Trạm XLNT a Công trình xử lý bùn cặn kiểu sân phơi bùn

150 200 400 500 b Công trình xử lý xử lý bùn cặn bằng thiết bị cơ khí.

100 150 300 400 c Công trình xử lý cơ học, hóa lý và sinh học

80 100 250 350 d Công trình xử lý nước thải cơ học, hóa lý và sinh học được xây dựng khép kín và có hệ thống thu gom và xử lý mùi

10 15 30 40 e Khu đất để lọc ngầm nước thải 200 300 N/A N/A g Khu đất tưới cây xanh, nông nghiệp 150 200 400 N/A h Hồ sinh học 200 300 400 N/A i Mương ô xy hóa 150 200 400 N/A

Khoảng cách ly của NMXLNT cũng được quy định tại Tiêu chuẩn TCVN 7222:2002, trong đó:

Khoảng cách an toàn về vệ sinh từ NMXLNT đến các khu nhà ở của khu dân cư hoặc các cơ sở chế biến thực phẩm phải đảm bảo giới hạn cho phép tối thiểu Khoảng cách độ tùy thuộc vào phương pháp xử lý và công suất của NM Đối với NMXLNT có lưu lượng dưới 200m 3 /ngày đêm, khoảng cách an toàn về vệ sinh phải từ 15m (nếu là vùng đất lọc thấm) hoặc đến 200m (nếu là vùng đất lọc lộ thiên) Đối với NMXLNT bằng phương pháp cơ học và sinh học có công suất từ 200 m 3 /ngày đêm trở lên thì khoảng cách đó được cho ở bảng dưới đây Khi có công trình kín để sấy cặn và khi không có sân phơi bùn trong phạm vi NMXLNT thì khoảng cách đó có thể giảm 30%.

Bảng I.9 Khoảng cách an toàn về vệ sinh/vùng đệm công trình xử lý sinh học và khu công cộng – dân cư

Công suất NMXLNT, m 3 /ngày đêm Khoảng cách an toàn về vệ sinh, m

NMXLNT được Tư vấn thiết kế là xử lý sinh học với công suất tối đa là 12.000 m 3 /ngày, do đó khoảng cách ly ATVSMT theo quy định được áp dụng là 250m Tuy nhiên, do khoảng cách từ NMXLNT Phú Lâm tới khu đô thị nghĩ dưỡng FLC Bắc Ninh (theo quy hoạch) là không đáp ứng được yêu cầu về khoảng cách ly, ngay cả khi Tư vấn áp bổ sung công trình kín để sấy cặn để giảm phạm vi khoảng cách lý 30% như khuyến cáo của Tiêu chuẩn 7222:2002 Do đó, ngoài các yếu tố xử lý sinh học không có sân phơi bùn, có máy ép bùn và thiết bị kiểm soát mùi, NMXLNT Phú Lâm sẽ được xây kín để giảm khoảng cách ly xuống còn 30m như yêu cầu của QCXDVN 01:2021/BXD.

C HUẨN BỊ KỸ THUẬT

Khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải nằm sát đê của sông Ngũ Huyện Khuê Hiện trạng là ao hồ tự nhiên, có cao độ dao động từ +1,80 đến +4,47m Cao độ các tuyến đường dẫn về Nhà máy là khoảng +4,50m.

Do vậy để thoát được nước thải cũng như nước mưa trong nhà máy vào những ngày mưa lũ, đồng thời không đẩy chi phí san nền lên quá cao, cốt san nền của nhà máy xử lý nước thải đề xuất +5,00m, tôn lên so với mặt đất hiện trạng trung bình là khoảng 0,5-3,2m.

Nước mưa trong phạm vi nhà máy thu gom và cần xả ra ngoài là nhỏ do chủ yếu thấm xuống nền đất sử dụng cho mục đích trồng cây xanh cảnh quan và cách ly Nước mưa sẽ được thiết kế để xả ra hố thu nước của trạm bơm tiêu Phú Lâm 2.

G IẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

I.7.1 Các công nghệ xử lý nước thải đô thị trên thế giới

Quy trình công nghệ một NMXLNT đô thị cơ bản bao gồm các bước:

Bảng I.10 Quy trình công nghệ xử lý nước thải đô thị Bước xử lý Mô tả

Tiền xử lý Loại bỏ các thành phần trong nước thải như rác, gỗ, các vật nổi, cát, dầu mỡ mà có thể ảnh hưởng đến quá trình vận hành của nhà máy XLNT

Xử lý sơ bộ Loại bỏ một phần SS và một phần chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước thải

Xử lý sơ bộ cấp 2 Loại bỏ một phần SS và một phần chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước thải, thường là thêm hóa chất keo tụ

Bước xử lý Mô tả

Xử lý thứ cấp Loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ có thể phân hủy sinh học (hòa tan và lơ lửng) và SS.

Xử lý thứ cấp với quá trình loại N,

Loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ có thể phân hủy sinh học (hòa tan và lơ lửng) và SS, và các chất dinh dưỡng (N, P hoặc cả N và P).

Xử lý cấp 3 Loại bỏ SS dư (sau xử lý thứ cấp) bằng phương pháp lọc Khử trùng cũng là một phần của xử lý cấp 3 Loại bỏ N, P (trường hợp xử lý thứ cấp chưa đạt yêu cầu theo quy định) cũng bao gồm trong bước xử lý này.

Xử lý nâng cao Loại bỏ các chất còn dư dạng hòa tan hoặc lơ lửng sau quá trình xử lý sinh học thông thường khi yêu cầu cho tái sử dụng.

Tiền xử lý (luôn bằng cơ học, vật lý) là bước xử lý phải có trong hầu hết các dây chuyền xử lý nước thải vì nước thải, trong khi đó xử lý sơ bộ (bằng vật lý hoặc vật lý và hóa học) phụ thuộc vào công nghệ gì được chọn ở bước xử lý thứ cấp (nhưng thường là sinh học, một số trường hợp bổ sung hóa chất nhưng kết hợp cùng xử lý sinh học) Những công nghệ sinh học yêu cầu đầu vào phải loại bỏ một phần SS hoặc nước thải đầu vào có SS, hàm lượng chất hữu cơ cao thường phải có các bước xử lý sơ bộ Thông thường xử lý cấp 3 là khử trùng, tuy nhiên nhiều trường hợp khi N, P được yêu cầu xử lý cao hơn thì phải áp dụng quy trình xử lý bổ sung như lọc, sinh học bước 2 Xử lý thứ cấp (bằng sinh học) quyết định các bước xử lý khác trong dây chuyền công nghệ và là một bước hầu như cần phải có trong bất cứ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị nào.

Quá trình xử sinh học là quá trình vi sinh vật tiếp xúc với nước thải, sử dụng chất ô nhiễm trong nước thải như là nguồn thức ăn để sinh trưởng tạo thành sinh khối, sinh khối sau đó tách khỏi nước thải bằng quá trình lắng, lọc, do đó nước thải được xử lý Quá trình sinh học diễn ra trong điều kiện có cấp oxy (từ không khí) là quá trình hiếu khí; trong điều kiện không cấp oxy nhưng vi sinh vật có thể sử dụng nguồn oxy thay thế trong các phân tử oxít nitơ, lưu huỳnh hay cacbon là quá trình thiếu khí; trong điều kiện không cấp oxy và không có nguồn oxy thay thế từ các phân tử oxít là quá trình yếm khí Tùy thuộc vào quá trình xử lý là hiếu khí, thiếu khí, yếm khí, kết hợp các quá trình hiếu – thiếu – yếm khí, và hồ sinh học có thể phân loại các công nghệ khác nhau.

Bảng I.11 Các công nghệ xử lý sinh học

TT Kiểu Tên công nghệ Mục đích quá trình xử lý

1 Sinh trưởng lơ lửng Các quá trình bùn hoạt tính Loại bỏ C, Nitrat hóa

2 Hồ sục khí Loại bỏ C, Nitrat hóa

3 Phân hủy bùn hiếu khí Loại bỏ C, Nitrat hóa

4 Màng phản ứng Loại bỏ C, Nitrat hóa

5 Quá trình Nitrat hóa Nitrat hóa

6 Sinh trưởng dính bám Lọc Loại bỏ C, Nitrat hóa

7 Đệm di động Loại bỏ C, Nitrat hóa

8 Đệm cố định Loại bỏ C, Nitrat hóa

9 Đĩa sinh học Loại bỏ C, Nitrat hóa

10 Lọc nhỏ giọt (TF) Loại bỏ C, Nitrat hóa

11 Quá trình lai Lọc nhỏ giọt/Bùn hoạt tính Loại bỏ C, Nitrat hóa

12 Tích hợp màng cố định và

II Quá trình thiếu khí:

13 Sinh trưởng lơ lửng Khử N Loại bỏ N

14 Sinh trưởng dính bám Khử N Loại bỏ N

III Quá trình yếm khí:

15 Sinh trưởng lơ lửng Tiếp xúc yếm khí Loại bỏ C

16 Phân hủy bùn yếm khí Ổn định bùn

17 Quá trình oxy hóa yếm khí amoni (Anammox)

Loại bỏ N, Loại bỏ NH3

18 Sinh trưởng dính bám Đệm cố định và tầng chất lỏng sôi

Loại bỏ C, ổn định bùn loại bỏ N

19 Đệm bùn UASB Loại bỏ C đặc biệt là cho chất thải có nồng độ cao

20 Quá trình lai UASB / sinh trưởng dính bám Loại bỏ C

IV Kết hợp các quá trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí:

22 Sinh trưởng lơ lửng Các quá trình đơn và nhiều bước: các quy trình độc quyền khác nhau

Loại bỏ C, Nitrat hóa, loại bỏ N, và loại bỏ P

23 Quá trình lai Các quá trình đơn và nhiều bước gồm sinh trưởng lơ lửng và màng cố định

Loại bỏ C, Nitrat hóa, loại bỏ N, và loại bỏ P

24 Hồ hiếu khí Hồ hiếu khí Loại bỏ C, Nitrat hóa

25 Hồ xử lý bậc ba Hồ xử lý bậc ba Loại bỏ C, Nitrat hóa

26 Hồ tùy tiện Hồ tùy tiện Loại bỏ C

27 Hồ yếm khí Hồ yếm khí Loại bỏ C (ổn định bùn)

Có rất nhiều công nghệ xử lý nước thải như đã thống kê, trong đó nhiều công nghệ đã được ứng dụng trong thực tế, đặc biệt là các công nghệ kết hợp 2, 3 hay nhiều quá trình hiếu, thiếu, yếm khí phù hợp cho mỗi loại nước thải đầu vào và yêu cầu nước thải sau xử lý Với một yêu cầu cụ thể về đặc tính nước thải đầu vào, yêu cầu chất lượng nước sau xử lý có thể có nhiều công nghệ đáp ứng, vấn đề công nghệ nào được lựa chọn chủ yếu do yếu tố kinh tế, diện tích chiếm đất, sự sẵn có để tham khảo quyết định.

Bảng I.12 Thống kê các công nghệ xử lý nước thải đô thị trên lãnh thổ Hoa Kỳ theo EPA

TT Công nghệ Số Nhà máy Tổng công suất Trung bình

6 Lọc sinh học tải trọng cao

Bùn hoạt tính sục khí oxy nồng độ cao

Thống kê của Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) về số công trình và công suất của các công nghệ được áp dụng Hình dưới đây cho thấy nhóm công nghệ hồ có số lượng lớn nhất, tiếp theo là công nghệ bùn hoạt tính Công suất bùn hoạt tính có tổng công suất xử lý lớn nhất Công suất trung bình của các nhà máy XLNT công nghệ bùn hoạt tính sục khí oxy nồng độ cao có công suất trung bình lớn nhất nhưng số lượng nhà máy thấp hơn nhiều so với bùn hoạt tính Số liệu thống kê này cho thấy hồ có mức độ phổ biến lớn về số lượng, bùn hoạt tính có mức độ phổ biến lớn về công suất.

H ồ tù y ng hi Đ ất n gậ p nư ớc

Lọ c si nh h ọc t ải t rọ ng c ao Đ ĩa s in h họ c

B ù n ho ạt tí nh s ục k hí o xy n ồn g độ c ao

Hình I.2 So sánh mức độ phổ biến công nghệ theo thống kê EPA – Hoa Kỳ

I.7.2 Các công nghệ xử lý nước thải đô thị đang áp dụng tại Việt Nam

Có 6 công nghệ sinh học chính áp dụng cho các nhà máy XLNT đô thị Việt Nam gồm công nghệ bùn hoạt tính truyền thống (CAS), công nghệ bùn hoạt tính dạng mẻ (SBR), công nghệ bùn hoạt tính hiếu – thiếu – yếm khí kết hợp (A 2 O), công nghệ mương oxy hóa (OD), lọc sinh học kiểu nhỏ giọt (TF), công nghệ Hồ (gồm hồ hiếu khí, yếm khí hay ổn định, sục khí, tùy nghi) Trong số này, CAS, SBR, A 2 O thuộc nhóm công nghệ bùn hoạt tính – là công nghệ phổ biến nhất

CAS là công nghệ trong đó quá trình phản ứng sinh học và quá trình lắng xẩy ra trong 2 bể riêng biệt Nước thải được tiếp nhận liên tục vào bể sục khí (bể Aeroten), quá trình sục khí vừa cấp khí Oxy cho vi sinh vật, vừa duy trì vi sinh vật ở trạng thái lơ lửng trong nước thải Vi sinh vật sử dụng chất ô nhiễm trong nước thải như nguồn thức ăn để phát triển, sinh ra tế bào mới, do đó chất ô nhiễm được xử lý Quá trình này thường là hiếu khí (sục khí liên tục), hoặc hiếu – thiếu – yếm khí kết hợp nếu sục khí gián đoạn, tuy nhiên công nghệ CAS áp dụng cho các nhà máy XLNT ở Việt Nam là sục khí liên tục (hiếu khí – sau đây khi đề cập đến CAS là đề cập đến dạng này) Nước thải sau phản ứng sinh học tự chảy tràn sang bể lắng Tại bể lắng, vi sinh vật (ở dạng bùn – bùn hoạt tính) lắng xuống đáy bể theo nguyên lý lắng trọng lực, nước trong trên mặt bể (nước sau xử lý) chảy tràn vào máng thu nước và ra ngoài Một phần bùn lắng dưới đáy bể lắng sẽ được hồi lưu lại bể sục khí, một phần (bùn dư) thải bỏ.

Nước thải sau xử lý

Hình I.3 Sơ đồ mô tả công nghệ CAS A2O là biến thể của CAS, theo đó quá trình phản ứng sinh học và quá trình lắng xẩy ra trong 2 bể riêng biệt nhưng bể phản ứng sinh học được chia thành 3 ngăn duy trì các điều kiện yếm khí, thiếu khí và hiếu khí khác nhau Nước thải đầu tiên được tiếp nhận vào ngăn yếm khí được khuấy trộn (không cấp oxy) để duy trì vi sinh vật trong bùn hồi lưu từ bể lắng ở trạng thái lơ lửng Sau quá trình thiếu khí, hỗn hợp bùn – nước thải tự chảy sang ngăn tiếp theo được khuấy trộn (không cấp oxy) với hỗn hợp bùn - nước thải hồi lưu từ bể hiếu khí nơi có NO3 - do quá trình nitrat hóa xẩy ra ở ngăn hiếu khí Vi sinh vật sử dụng oxy của phần tử NO3 - để phát triển (quá thiếu thiếu khí) Hồn hợp bùn – nước thải từ ngăn thiếu khí tiếp tục tự chảy sang ngăn hiếu khí – khí oxy được cấp vào để duy trì điều kiện hiếu khí trong ngăn này Nước thải sau đó được lắng tại bể lắng riêng biệt, bùn được hồi lưu theo nguyên lý tương tự như CAS

Nước thải sau xử lý THIẾU KHÍ HIẾU KHÍ

Hình I.4 Sơ đồ mô tả công nghệ A 2 O

OD cũng là công nghệ trong đó quá trình phản ứng sinh học và quá trình lắng xẩy ra trong 2 bể riêng biệt tương tự như CAS, A2O Tuy nhiên bể phản ứng sinh học của OD được cấu tạo để nước chảy theo tuần tự dọc theo chiều dài của bể Thiết bị sục khí bề mặt dạng roto vừa có tác dụng cấp khí, vừa có tác dụng đẩy nước chảy theo chiều dài bể. Thiết bị cấp khí được lắp đặt tại một số vị trí để tạo ra các vùng hiếu khí (gần roto) và thiếu khí, yếm khí (khi chảy xa vùng roto) Nước thải sau đó được lắng tại bể lắng riêng biệt, bùn được hồi lưu theo nguyên lý tương tự như CAS và A2O.

Nước thải sau xử lý

Bùn dư hồi lưu MƯƠNG OXY HÓA

Hình I.5 Sơ đồ mô tả công nghệ OD

TF cũng là công nghệ trong đó quá trình phản ứng sinh học và quá trình lắng xẩy ra trong 2 bể riêng biệt tương tự như CAS, A2O, OD, tuy nhiên điểm khác biệt là quá trình phản ứng sinh học theo nguyên lý hoàn toàn khác Bể lọc nhỏ giọt (TF – hay còn gọi là tháp) được thiết kế có lợp đệm như là giá thể để vi sinh vật bám dính vào đệm thành một lớp màng mỏng Đầu tiên, nước thải được bơm lên đỉnh tháp, qua một giàn phun vào lớp đệm Nước thải khi chảy qua lớp đệm, tiếp xúc với vi sinh vật sẽ diễn ra quá trình phản ứng sinh học Oxy được cấp bằng quạt từ đáy tháp thổi ngược lên, hoặc được cung cấp bởi quá trình tiếp xúc tự nhiên với không khí trong quá trình nước thải rơi từ đỉnh tháp xuống đáy tháp.Nước thải sau khi rơi xuống đáy tháp được hồi lưu, bơm cùng nước thải vào ngược lại đỉnh tháp.Nước thải sau đó được lắng tại bể lắng riêng biệt tương tự như CAS và A2O nhưng không có hồi lưu bùn Bùn dư định kỳ rút từ bể lắng.

Bùn dư thải bỏ Nước thải sau xử lý

Hình I.6 Sơ đồ mô tả công nghệ TF SBR khác với CAS, A2O, OD, TF là toàn bộ quá trình phản ứng sinh học và lắng xẩy ra trong cùng một bể, do đó SBR thường phải có 2 bể luân phiên nhau Nước thải được tiếp nhận vào 1 bể SBR, tiếp xúc với vi sinh vật có sẵn trong bể được duy trì ở trạng thái lơ lửng (sục khí để duy trì điều kiện hiếu khí hoặc khuấy trộn để duy trì điều kiện thiếu khí, yếm khí) và diễn ra quá trình phản ứng sinh học Sau quá trình phản ứng sinh học, việc sục khí (hoặc khuấy trộn) dừng lại, vi sinh vật được lắng xuống đáy bể và nước trong được rút ra ngoài Bùn dư được gián đoạn rút ra.Thường thì nước thải không được tiếp nhận vào bể khi đang diễn ra quá trình lắng và rút nước (trừ SBR liên tục), khi đó nước thải được tiếp nhận vào bể thứ 2 Cứ thế 2 (hoặc nhiều bể) luân phiên lặp đi lặp lại quá trình này SBR đang áp dụng cho các nhà máy XLNT ở Việt Nam là SBR tiếp nhận nước thải gián đoạn.

Nước thải vào gián đoạn Nước sau xử lý rút ra gián đoạn Bùn dư thải bỏ gián đoạn

Hình I.7 Sơ đồ mô tả công nghệ SBR

Hồ sinh học là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ thời xa xưa Khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn lắng xuống đáy Các chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật hấp thụ và oxy hóa bởi vi sinh vật, rong, tảo và các thực vật bậc cao có trong nước thải Lượng oxy cho quá trình sinh hóa chủ yếu là do không khí xâm nhập qua mặt thoáng của hồ và do quá trình quang hợp của thực vật nước.

Hồ hiếu khí (tự nhiên) có chiều sâu khoảng 0,3 ÷ 0,6m; hồ tùy tiện có chiều sâu khoảng 1,5 ÷ 2,5m với thời gian lưu từ 25 đến hơn 180 ngày; hồ sục khí có chiều sâu khoảng 3 ÷ 6m với thời gian lưu khoảng 5 ÷ 30 ngày; hồ yếm khí có chiều sâu khoảng 2,5 ÷ 6m và thời gian lưu khoảng 30 ÷ 50 ngày Vì chất rắn lơ lửng trong hồ thấp nên không cần bể lắng sau quá trình xử lý như các công nghệ khác.

Nước thải vào HỒ Nước thải sau xử lý

(Hiếu khí (tự nhiên), Tùy tiện, Sục khí, Yếm khí)

Hình I.8 Sơ đồ mô tả công nghệ hồ

Các biểu đồ sau đây thể hiện phân bố số lượng và công suất các công nghệ khác nhau đã áp dụng tại Việt Nam cho thấy:

P HÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO NMXLNT P HÚ L ÂM

I.8.1 Đề xuất công nghệ và các tiêu chí xem xét để phân tích, so sánh và đánh giá lựa chọn công nghệ áp dụng cho NMXLNT.

Tư vấn đề xuất 03 phương án sau đây để đi sâu vào phân tích, đánh giá, so sánh các ưu nhược điểm của từng phương án công nghệ Mục đích của việc đánh giá này là cung cấp cho BQLDA các thông tin kỹ thuật cần thiết liên quan đến các phương án công nghệ, làm cơ sở cho việc đưa ra quyết định lựa chọn công nghệ xử lý một cách chính xác và khoa học.

Ba quy trình công nghệ bùn hoạt tính được đề xuất để so sánh lựa chọn bao gồm:

1 Công nghệ bùn hoạt tính dòng liên tục truyền thống (Conventional Activated Sludge – CAS);

2 Công nghệ bùn hoạt tính dạng mương oxy hoá (Oxidation Ditch - OD);

3 Công nghệ bùn hoạt tính tuần hoàn dạng mẻ liên tục (Cyclic Actyvated Sludge Technology – SBR cải tiến)

Việc phân tích, xem xét lựa chọn công nghệ áp dụng được căn cứ vào các tiêu chí như đề xuất dưới đây:

- Việc đáp ứng các tiêu chuẩn và quy chuẩn về chất lượng nước thải sau xử lý;

- Quy mô công suất có thể áp dụng;

- Khả năng chịu sự quá tải đầu vào;

- Khả năng nâng cấp, mở rộng công suất;

- Khả năng lắng của bùn;

- Khả năng khử Nitơ và phôt pho;

- Năng lượng tiêu hao cho xử lý;

- Các yêu cầu về vùng đệm;

- Khả năng phát tán mùi cống rãnh;

- Chi phí quản lý vận hành, duy tu bảo dưỡng,

- Số lượng thiết bị công nghệ phục vụ,…

Việc đánh giá sẽ được xem xét một cách cụ thể, khách quan về các quy trình công nghệ đã giới thiệu trên đây và kết thúc là việc đưa ra đề xuất công nghệ cụ thể dựa trên việc so sánh giữa các quy trình công nghệ. Để có thể so sánh, đánh giá lựa chọn một trong ba phương án công nghệ trên đây, Tư vấn sẽ đưa các phương án này về cùng một mặt bằng cơ sở để nhằm mục đích giúp hiểu rõ hơn về mỗi phương án và trên cơ sở đó lựa chọn phương án công nghệ được chính xác, phù hợp với điều kiện thực tế của dự án

Tất cả các quy trình công nghệ đề xuất trên đây đều xử lý nước thải đầu ra đạt các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành của Việt Nam, sự khác nhau của từng quy trình xử lý được mô tả trong phần đánh giá dưới đây

I.8.2 Các công trình hạng mục xử lý sẽ được sử dụng cho các quy trình công nghệ:

Các hạng mục công trình chính sau đây sẽ được sử dụng trong ba quy trình công nghệ đề xuất, bao gồm:

Công đoạn xử lý Công trình

Tiền xử lý Trạm bơm nước thải đầu vào;

Xử lý sơ bộ Các bể lắng sơ bộ (chỉ dùng trong phương án CAS);

Xử lý bậc 2 Các bể xử lý sinh học (CAS/OD/SBR);

Các bể lắng bậc 2 (chỉ dùng cho phương án CAS và OD);

Tiệt trùng Bể khử trùng;

Xử lý cặn Bể chứa và làm đặc bùn;

Nhà đặt máy ép bùn và khu chứa bùn;

Nhà đặt máy thổi khí (chỉ dùng trong phương án CAS và SBR CẢI TIẾN);

Nhà quản lý và điều hành;

Nhà xưởng bảo dưỡng và sửa chữa;

Nhà ở cho cán bộ công nhân viên;

I.8.3 Các phương án công nghệ cho quy trình xử lý bậc 2:

Ba phưong án quy trình công nghệ cho xử lý bậc 2 tại NMXLNT Phú Lâm đã được lựa chọn để đánh giá dựa trên việc đáp ứng các mục tiêu về kỹ thuật, môi trường và kinh tế.Từng công nghệ được lựa chọn đều đã được chứng minh qua nhiều công trình thực tế trên thế giới, nhưng các phương án vẫn có sự khác biệt đáng kể về tính ứng dụng, mặt bằng, không gian yêu cầu, gây mùi, năng lượng điện tiêu thụ, … Việc đánh giá này nhằm mục đích cung cấp cho BQLDA và các đơn vị có liên quan những hiểu biết cơ bản về từng phương án công nghệ, sau đó là so sánh từng công nghệ nhằm làm rõ sự khác biệt và chứng minh tính đúng đắn trong việc lựa chọn công nghệ xử lý cho NMXLNT Phú Lâm.

I.8.3.1 Phương án 1 - Công nghệ bùn hoạt tính truyền thống (CAS)

Công nghệ bùn hoạt tính tuyền thống đã được sử dụng trong xử lý nước thải trong gần một thế kỷ qua tại khắp nơi trên thế giới Quy trình công nghệ này dựa trên sự phát triển sinh học dạng lơ lửng gọi là "bùn hoạt tính" được giữ trong môi trường giàu ôxy nên phát triển nhanh và tiêu thụ hữu cơ có trong nước thải đầu vào Sự tiêu thụ này làm cho tăng sinh khối, làm tăng khối lượng chất rắn của bùn hoạt tính Sau khi nằm tại bể chứa bùn hoạt tính 8 giờ, hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải, gọi là "chất lỏng hỗn hợp" được chuyển sang bể lắng bậc hai để tách nước ra khỏi phần bùn lắng ở bên dưới Mội phần bùn này được dẫn về lại đầu vào của nước thải tại bể bùn hoạt tính, và lại trở thành bùn hoạt tính, lại tiêu thụ thêm lượng BOD5 của nước thải đầu vào Phần còn lại của bùn lắng được thải bỏ được đưa vào thiết bị nén bùn rồi làm tiến hành tách nước trước khi mang ra thải bỏ khỏi nhà máy.

Sơ đồ quy trình công nghệ này được mô tả như sau:

Hình I.11 Sơ đồ Phương án 1 - Công nghệ bùn hoạt tính truyền thống (CAS)

Các ưu điểm và nhược điểm của công nghệ CAS được trình bày trong Bảng sau.

Bảng I.13 Các ưu điểm và nhược điểm của Công nghệ CAS. Ưu điểm Nhược điểm

1 Công nghệ đã được chứng minh, đáng tin cậy (được áp dụng trên 100 năm)

2 Công nghệ không đăng ký quyền sở hữu.

3 Công nghệ được áp dụng cho các

NMXLNT lớn ở Hà Nội và TP.HCM

1 Cần phải có bể lắng sơ bộ và bể lắng đợt hai Khó kiểm soát mùi.

2 Nhu cầu tiêu thụ điện cao

3 Nhạy cảm với sự thay đổi tải trọng đột ngột và với hiện tượng "bulking" bùn khối lượng lớn

4 Quy trình quản lý phức tạp.

5 Yêu cầu nhân viên vận hành và bảo dưỡng được đào tạo huấn luyện kỹ.

6 Khoảng cách vùng đệm nhỏ.

7 Không xử lý được N và P sinh học

Các vấn đề cần xem xét trong vận hành.

Về mặt vận hành, yêu cầu của hệ thống CAS là một số thông số vận hành phải được duy trì chặt chẽ, ít nhất là trên cơ sở hàng ngày Các tỷ trọng thức ăn - vi sinh vật là một trong những thông số thiết kế cho quy trình này và phải được tuân thủ trong giới hạn quy định. Công tác này được thực hiện bằng cách mỗi ngày phải tiến hành đo "chất lỏng hỗn hợp" và nước thải đầu vào để xác định xem hàm lượng của chất lỏng hỗn hợp này có nằm trong ngưỡng cho phép không Với công nghệ CAS, giới hạn cho phép của tỷ lệ cặn lơ lửng trong "chất lỏng hỗn hợp" (MLSS) thường là 1.500 đến 3.000 mg/l Tỷ trọng thức ăn vi sinh vật, được gọi là tỷ trọng F: M nên nằm trong khoảng 0.2 - 0.4 kg B0D5 đối với mỗi kilogam chất lỏng hỗn hợp dễ bay hơi, trong đó chất lỏng hỗn hợp thường chiếm 75% thành phần bay hơi Việc thí nghiệm hàng ngày tại phòng thí nghiệm cũng là một yêu cầu, để xác định xem quy trình CAS có đang hoạt động đúng không Nếu nồng độ chất lỏng hỗn hợp quá cao thì phải tăng việc thải bùn kết ở đáy ra khỏi bể lắng bậc hai. Nếu nồng độ chất lỏng hỗn hợp quá thấp thì giảm việc tháo bùn ra khỏi bể. Đối với việc xử lý Nitơ và Phốt pho trong nước thải, công nghệ CAS không được thiết kế cho việc loại bỏ các chất dinh dưỡng mà cần tiến hành bổ sung hoá chất trong quá trình xử lý bậc một, tạo điều kiện cho Nitơ và Phốt pho kết tủa, nhằm đạt các tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam Việc đòi hỏi phải sử dụng thêm các hoá chất xử lý phụ thuộc vào nồng độ N và P trong nước thải đầu vào, so với nồng độ N và P được yêu cầu đối với dòng xả thải.

Về góc độ khí ôxy, lượng ôxy hoà tan trong bể bùn hoạt tính phải được duy trì ở mức từ 1.5 đến 0.4mg/l Thông số ôxy hoà tan được áp dụng phổ biến là 2.0mg/l Việc sử dụng hàm lượng ôxy hoà tan ở mức cao nhất là trên 4.0mg/l cũng không làm tăng hiệu quả quy trình mà còn tốn thêm điện năng sử dụng Tuy nhiên, nếu hàm lượng ô xy hoà tan không đủ hay thấp thì sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật phát triển loại vi khuẩn dạng sợi có hại, gọi là vi khuẩn filamentous Vi khuẩn này làm kém quá trình kết lắng tại bể lắng bậc hai, cũng có nghĩa là nước thải đầu ra sẽ có chất lượng kém Vấn đề này trong vận hành gọi là "bulking" Cần đo thường xuyên mực ôxy hoà tan, nên đo hàng giờ hoặc đo liên tục tại nhiều vị trí dọc chiều dài bể để đảm bảo hàm lượng ôxy được duy trì tốt.

Thiết bị cấp khí ôxy cho các bể bùn hoạt tính phải là loại được điều khiển tự động để đối phó những thay đổi thường xuyên về nhu cầu ôxy và để tránh việc sử dụng điện vượt yêu cầu Khí ôxy thường được cấp cho quy trình CAS bằng các thiết bị thổi khí tâm đa cấp,khí được nạp vào nước hỗn hợp bằng các máy khuyếch tán bọt khí được gắn tại nền bể sục khí Các thiết bị thổi khí cần được đặt tại một gian riêng, có đường ống cấp khí lắp vào từng bể bùn hoạt tính Nhà chứa máy thổi khí được thể hiện trên sơ đồ bố trí công trình Gian này cần được xây dựng sao cho đủ khả năng phục vụ khi nhà máy được mở rộng lên công suất tối đa, nhưng chỉ lắp thiết bị sử dụng cho pha 1 Gian này nên được lắp thiết bị giảm ồn để giảm tiếng ồn phát ra từ các máy thổi khí ly tâm.

Trong pha 1, sẽ cần hai bể bùn hoạt tính hoạt động song song, thời gian lưu nước là 10-

12 giờ Nước thải sau khi xử lý bậc một và bùn hoạt tính tuần hoàn (từ bể lắng bậc hai) được trộn lại tại đầu bể CAS, tạo thành "chất lỏng hỗn hợp" Khí ôxy được tiếp vào bể bằng các máy khuyếch tán bọt khí từ đày bể để duy trì hàm lượng ôxy hoà tan ở mức bình quân là 2.0mg/l khắp cả bể Nếu không duy trì được mục ôxy hoà tan này thì sẽ gây sự cố vận hành như đã nêu phía trên.

I.8.3.2 Phương án 2 -Mương ô xy hoá (OD)

Quy trình sử dụng mương ôxy hoá cũng là một dạng khác của công nghệ bùn hoạt tính, đã được sử dụng trong xử lý nước thải trên 50 năm và đang ứng dụng rộng rãi trên khắp thế giới Quy trình công nghệ này dựa trên sự phát triển sinh học dạng lơ lửng gọi là "bùn hoạt tính" được nuôi dưỡng trong môi trường giàu ôxy nên phát triển nhanh và tiêu thụ chất hữu cơ có trong nước thải đầu vào Sự tiêu thụ này làm tăng sinh khối, tăng khối lượng chất rắn của bùn hoạt tính Sau khi nằm tại mương ôxy hoá 24 giờ đồng hồ, hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải, gọi là "chất lỏng hỗn hợp" được chuyển sang bể lắng bậc hai để tách nước khỏi phần bùn lắng ở bên dưới Một phần bùn này được dẫn về lại đầu vào của nước thải tại bể mương ôxy hoá, và lại trở thành bùn hoạt tính, lại phá huỷ thêm lượng BOD5 của nước thải đầu vào Phần còn lại của bùn lắng được đưa qua thiết bị nén rồi tiến hành tách nước trước khi mang thải bỏ ra khỏi công trường Không giống như quy trình CAS, quy trình OD không có yêu cầu cụ thể về việc phải có các bể lắng bậc một trong giai đoạn xử lý đầu tiên vì nước thải thô đầu vào có thể được dẫn trực tiếp đến các mương ôxy hoá để xử lý.

Hình I.12 Sơ đồ Phương án 2 - Công nghệ MƯƠNG Ô XY HÓA (OD)

Các ưu điểm và nhược điểm của công nghệ OD được trình bày trong bảng sau:

Bảng I.14 Các ưu điểm và nhược điểm của công nghệ OD Ưu điểm Nhược điểm

1 Công nghệ đã được chứng minh, đáng tin cậy (được áp dụng từ > 40 năm)

2 Công nghệ không đăng ký quyền sở hữu.

Bất kỳ ai cũng có thể cung cấp, cạnh tranh.

3 Khả năng khử Nitơ sinh học tốt

4 Kiểm soát vận hành ít phức tạp hơn

1 Cần phải có bể lắng bậc hai SST

2 Nhu cầu tiêu thụ điện cao

3 Không có khả năng khử phốtpho (P) sinh học Cần bổ sung các bể xử lý khác.

4 Chiếm diện tích đất lớn nhất

5 Yêu cầu trình độ đào tạo nhân viên vận Ưu điểm Nhược điểm phương án CAS.

5 Có khả năng chống lại sự thay đổi tải trọng đột ngột.

6 Không cần phải có bể lắng sơ bộ PST

7 Không cần phải tăng cường hoá chất hành cao.

6 Thiết bị phải được chú ý định kỳ để hiệu chỉnh và sửa chữa.

7 Diện tích bề mặt cho công trình xử lý lớn. Khó kiểm soát mùi Có vùng đệm nhỏ.

Các vấn đề cần xem xét trong vận hành

Về mặt vận hành, yêu cầu của hệ thống OD là một số thông số vận hành phải được duy trì, ít nhất là trên cơ sở hàng ngày Các tỷ trọng thức ăn-vi sinh vật là một trong những thông số thiết kế cho quy trình này và phải được tuân thủ trong giới hạn quy định Công tác này được thực hiện bằng cách đo hàng ngày "chất lỏng hỗn hợp" và nước thải đầu vào để xác định xem hàm lượng các chất rắn lơ lửng của chất lỏng hỗn hợp này có nằm trong ngưỡng cho phép không Với công nghệ OD, giới hạn cho phép thường là 3,000 đến 5,000mg/l Tỷ trọng thức ăn vi sinh vật, được gọi là tỷ trọng F:M nên nằm trong khoảng 0.44 - 0.10kg BOD5 đối với mỗi kilogam chất lỏng hỗn hợp dễ bay hơi, trong đó chất lỏng hỗn hợp thường chiếm 75% thành phần bay hơi Giới hạn này rộng hơn nhiều cả về tỷ lệ cặn lơ lửng trong "chất lỏng hỗn hợp" (MLSS) và tỷ trọng F:M so với quy trình CAS, nghĩa là quy trình OD sẽ tạo điều kiện linh động hơn cho khâu vận hành Việc thử nghiệm hàng ngày tại phòng thí nghiệm cũng là một yêu cầu, để xác định xem quy trình OD có đang hoạt động đúng không Nếu nồng độ chất lỏng hỗn hợp quá cao thì phải tăng việc thải bùn kết ở đáy ra khỏi bể lắng bậc hai Nếu nồng độ chất lỏng hỗn hợp quá thấp thì giảm việc tháo bùng ra khỏi bể. Đối với việc xử lý nitơ và phốt pho trong nước thải, công nghệ OD có thể được sử dụng để loại bỏ nitơ sinh học trong nước thải bằng cách kiểm soát vùng hiếu/yếm khí trong bể. Tuy nhiên, công nghệ OD cơ bản không được thiết kế cho việc khử phốt pho sinh học, công nghệ này đòi hỏi phải bổ sung các bể phản ứng sinh học khác để tạo môi trường cần thiết cho việc khử phốt pho bằng biện pháp sinh học nhằm đạt các tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam Mặt bằng bố trí hiện tại của Nhà máy hiện không thể hiện các bể bổ sung này. Các bể này cần được thiết kế với kích thước thích hợp dựa trên nồng độ phốt pho gần bằng nồng độ phốt pho trong nước thải đầu vào.

Về góc độ khí ôxy, mực ôxy hoà tan trong bể mương ôxy hoá phải được duy trì ở mức từ 1.5 đến 4.0mg/l Thông số ôxy hoà tan được áp dụng phổ biến là 2.0mg/l Việc sử dụng hàm lượng ôxy hoà tan ở mức cao hơn, cụ thể là trên 4.0mg/l thì cũng không làm tăng hiệu quả quy trình mà còn tốn thêm điện năng sử dụng Tuy nhiên, nếu hàm lượng ôxy hoà tan không đủ/ thấp thì sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật phát triển loại vi khuẩn dạng sợi có hại, gọi là vi khẩn filamentous Vi khuẩn này làm kém quá trình kết lắng tại bể bậc hai, cũng có nghĩa là nước thải đầu ra sẽ có chất lượng kém Vấn đề này trong vận hành gọi là "bulking" Cần đo thường xuyên mực ôxy hoà tan, nên đo hàng giờ hoặc đo liên tục tại nhiều vị trí dọc chiều đường đi của nước thải tại bể mương ôxy cho các bể mương ôxy được duy trì tốt theo yêu cầu Thiết bị cấp khí ôxy cho các bể mương ôxy hoá là các máy khuấy trộn (chìm) trục đứng, các máy này phải được điều khiển tự động để đối phó với những thay đổi thường xuyên về nhu cầu ôxy và để tránh việc sử dụng điện vượt yêu cầu.

Khí ôxy được cấp cho quy trình OD bằng các thiết bị khuấy trục đứng dạng chìm, được đặt tại từng điểm rẽ của mỗi bể, mỗi bể được đặt ba máy, và bằng sự chuyển giao của không khí trên bề mặt Thông thường, các máy được trang bị loại động cơ hai tốc độ để có thể giảm lượng điện tiêu thụ trong thời gian lưu lượng không cao Mặc dù mỗi bề được gắn ba máy nhưng thường thì chỉ có hai máy hoạt động còn máy thứ ba để dự phòng.

Trong pha 1, sẽ cần hai bể mương ôxy hoá hoạt động song song, thời gian lưu nước là 24 giờ Bên trong bể sẽ là mương dài liên tục, tạo thành dạng chữ U trong khuôn khổ một hình chữ U lớn hơn Do vậy, nước hỗn hợp cứ dạng chữ U trong khuôn khổ một hình chữ

U lớn hơn Do vậy, nước hỗn hợp cứ chảy trong đường mương dài này, trong quá trình chảy đó có nước thải thô được thêm vào và nước thải đã xử lý được xả ra Vì quy trình

G IẢI PHÁP THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

I.9.1 Công nghệ của Nhà máy xử lý nước thải

Công nghệ SBR được đề xuất và tính toán để thiết kế NMXLNT Quy trình công nghệ bao gồm 4 công đoạn chính sau đây:

“Xử lý sơ cấp”: Sử dụng các phương pháp cơ học kết hợp lắng trọng lực để tách các tạp chất ra khỏi dòng thải trước khi vào các công đoạn xử lý chính Song chắn rác dùng để tách tạp chất thô (gạch đá, cành cây, rác thải…), bể lắng cát để tách cát và các hạt lơ lửng lớn và dễ lắng ra khỏi nước thải; bể lắng sơ bộ dùng để tiếp tục tách cát, hạt lơ lửng nhỏ và khó lắng hơn, và các chất vô cơ không tan khác ra khỏi nước thải trước khi dẫn vào trạm xử lý tránh gây hư hỏng cho các thiết bị phía sau Việc tách cát và các tạp chất này là cần thiết để cho các quá trình ổn định bùn phía sau (trong bể xử lý hiếu khí, bể lắng thứ cấp…) diễn ra bình thường.

“Xử lý thứ cấp”: Sử dụng quá trình sinh học để tiêu hủy chất ô nhiễm (các chất thải hữu cơ dạng keo và hòa tan) trong nước thải Ở đây, công nghệ được lựa chọn là công nghệ bùn hoạt tính theo mẻ tuần hoàn SBR.

“Khử trùng”: Nước thải sau khi lắng được bổ sung chất khử trùng để diệt các vi khuẩn có hại trong nước thải trước khi thải ra môi trường.

“Xử lý bùn”: Bùn sinh ra trong quá trình xử lý từ quá trình lắng của bể SBR được ổn định và giảm thiểu qua bể làm đặc bùn, sau đó bùn được làm khô bằng máy ép bùn ly tâm trước khi mang đi thải bỏ.

Bước xử lý thứ cấp là công nghệ SBR như đã trình bày ở các phần trước Các bước xử lý sơ cấp, khử trùng, xử lý bùn là các công đoạn cần phải có của bất cứ một công nghệ nào Đối với SBR, thiết kế các công đoạn tiền xử lý, xử lý sơ cấp, khử trùng và xử lý bùn như sau đây:

Bước 1 - Xử lý sơ cấp:

Chắn rác: Với quy mô công trình lớn, chắn rác được sử dụng thường là chắn rác có cơ cấu cào rác bằng cơ khí - vận hành tự động Chúng tôi đề nghị thiết kế các cụm máy tách rác hoạt động song song đảm bảo sự linh động của hệ thống, đồng thời bố trí 01 song chắn rác thủ công, dự phòng trong trường hợp bảo dưỡng, sửa chữa máy tách rác tự động Máy tách rác được đề nghị mua trọn bộ từ các nước tiên tiến (thuộc G7/EU/Châu Âu), đã sử dụng trong nhiều công trình tương tự tại Việt Nam.

Lắng cát: Các kiểu bể lắng cát phổ biến và những ưu / nhược điểm như sau đây:

Bảng I.21 So sánh ưu nhược điểm của các loại bể lắng cát

Bể lắng cát tròn cố định mức nước

- Cùng một hiệu suất tách cát ứng với các lưu lượng khác nhau.

- Bằng cách kiểm soát dòng khí, các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sẽ bám theo cát ít nhất.

- Sục khí tránh được hiện tượng yếm khí ở dòng vào, cải thiện chất lượng nước

- Thích hợp với sự thay đổi lưu lượng lớn.

- Không có thiết bị chìm cần bảo dưỡng, bảo trì.

- Yêu cầu tối thiểu diện tích xây dựng.

- Tách được cát nhỏ - đến 73% cát có đường kính đến 0,11mm.

- Không kiểm soát dòng vào.

- Động cơ điều khiển ở trên mặt nước.

- Linh động lưu lượng vận hành qua bể bằng cách điều chỉnh tấm chắn dòng ra.

- Trở lực tương đối nhỏ.

-Linh động và thích hợp với nhiều điều kiện và trình độ vận hành.

Bể lắng cát tròn cố định mức nước

- Linh động và thích hợp với nhiều điều kiện và trình độ vận hành.

- Năng lượng sử dụng cao hơn.

- Đòi hỏi phải có kinh nghiệm thiết kế để duy trì dòng khí tốt đảm bảo tách cát tốt.

- Mùi sẽ phát sinh nếu không có biện pháp xử lý thích hợp.

- Thiết kế đã được đăng ký bản quyền.

- Các tấm chắn có thể giữ rác làm vướng dòng chảy.

- Cát có thể bị đóng rắn và gây tắc; yêu cầu bơm có áp suất lớn để bơm cát.

- Không giữ được dòng vào ổn định khi lưu lượng vào thay đổi.

- Cát sẽ có lẫn các chất hữu cơ dễ phân hủy.

- Đòi hỏi phải có kinh nghiệm thiết kế để duy trì dòng khí tốt đảm bảo tách cát tốt

Thường dùng để tách cát trong bùn. Không thích hợp cho trường hợp này.

Trên cở sở so sánh ưu nhược điểm của các loại bể lắng cát trên, căn cứ vào khả năng đáp ứng của công nghệ và thiết bị hiện nay, đơn vị tư vấn lập dự án đề nghị sử dụng bể lắng cát tròn cố định mức nước

Bể điều hòa: Không áp dụng

Lượng nước thải có công suất lớn, trên diện rộng nên không có sự biến động quá lớn. Mặt khác, nước thải chảy qua hệ thống các cống thu gom kéo dài nên nồng độ các chất ô nhiễm tại điểm thu nước biến đổi không đáng kể Mặt khác, như đã phân tích ở trên, công nghệ SBR chịu được sự biến động lớn cả về lưu lượng và tải trọng Đây cũng là một ưu điểm của công nghệ này Do đó, với công nghệ này không cần áp dụng bể điều hòa nước thải.

Bể lắng sơ cấp: Không áp dụng

Bể lắng sơ cấp có tác dụng: Lắng cặn để giảm tải trọng cho bể sinh học Nhưng bể lắng sơ bộ lại phát sinh mùi hôi, tăng diện tích xây dựng, tăng chi phí vận hành - bảo dưỡng và tăng chi phí đầu tư.

Tuy nhiên, do sử dụng công nghệ SBR nêu trên nên chi phí vận hành sinh học đã giảm thiểu và không cần giảm tải ở bể lắng sơ cấp Toàn bộ quá trình phản ứng xẩy ra trong 1 bể nên không có đường ống tự chảy như công nghệ CAS Hơn nữa, hệ thống thu gom trải trên diện rộng, trên mạng thu gom đã có nhiều hố ga lắng cặn Bể lắng cát đã tách hầu hết các cặn nặng Bùn hoạt tính trong bể SBR đã được tăng cường khả năng keo tụ và lắng bởi bể lựa chọn vi sinh vật – do đó trong quá trình lắng ở bể sinh học, toàn bộ cặn không tan cũng sẽ bị lắng theo tốt hơn.

Do đó không cần thiết phải xây dựng bể lắng sơ cấp mà vẫn đảm bảo hiệu suất cả kể về kỹ thuật và kinh tế cho quá trình xử lý ở bể sinh học SBR

Buớc 2 - Xử lý thứ cấp:

Buớc 3 - Khử trùng nước thải: Để nước thải đạt TCVN về hàm lượng coliform, sau khi xử lý sinh học, nước thải phải được khử trùng Có các phương pháp khử trùng và các so sánh các chỉ tiêu như bảng sau đây:

Bảng I.22 So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp khử trùng

Hạng mục so sánh Clorine NaClO Ca(ClO)2 Ozon Tia cực tím UV

Chi phí đầu tư Thấp TB TB Cao TB

Khử mùi Cao TB TB Cao Không mùi

Mức độ ăn mòn Cao TB TB Cao Không ăn mòn

Mức độ độc hại cho động / thực vật bậc cao

Cao TB TB TB TB

Mức độ an toàn vận hành Thấp TB TB TB Cao Độ độc đối với vi sinh vật Cao Cao Cao Cao Cao

Thời gian phản ứng- diện tích chiếm đất Cao Cao Cao Cao Thấp

Sản sinh chất độc hại thứ cấp

Cao Cao Cao Thấp Không có

Chi phí vận hành Thấp TB TB Cao Thấp

Cùng với sự phát triển của công nghệ, phương án khử trùng tia cực tím có ưu điểm vượt trội so với các phương án khử trùng khác như chi phí đầu tư vừa phải, không tạo ra các chất độc hại thứ cấp, loại bỏ được nguy cơ khi vận chuyển, lưu trữ và sử dụng hóa chất (clorin- chất độc), đặc biệt là diện tích chiếm đất nhỏ và chi phí vận hành thấp Do vậy, đề xuất lựa chọn phương pháp khử trùng bằng tia cực tím

Phân hủy / làm đặc bùn: Quá trình xử lý bùn có các công đoạn: phân hủy, làm đặc, làm khô bùn Trước khi làm khô có các phương pháp sau:

Có 2 biện pháp phân hủy là yếm khí và hiếu khí. Ưu, nhược điểm các phương pháp như sau:

Bảng I.23 Bảng so sánh ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý bùn

Phân hủy hiếu khí + Làm đặc

Không phân hủy mà chỉ làm đặc bùn Ưu điểm - Giảm 20 - 30% thể tích bùn cần làm khô.

- Thể tích bể nhỏ hơn so với phân huỷ yếm khí do thời gian lưu của bùn trong bể ngắn (từ 3 – 15 ngày).

- Trong quá trình xử lý bùn dư, nếu kiểm soát tốt sẽ không sinh mùi và các khí độc hại Do quá trình cấp khí O2 thường xuyên và liên tục.

- Có thể không cần xây dựng hệ thống khử mùi.

- Vận hành tương tự bể Aeroten dễ kiểm tra.

- Bùn trơ sau khi làm đặc hầu như không sinh ra mùi.

- Giảm 15 – 30% thể tích bùn cần làm khô.

- Sản phẩm khí sinh ra có thể được thu gom làm nhiên liệu.

- Tốn ít năng lượng hơn do không phải sục khí, dùng máy khuấy chìm.

- Không phải đầu tư xây dựng và vận hành bể phân hủy bùn.

- Chi phí vận hành thấp.

- Đơn giản hoá việc xử lý bùn

- Phù hợp tốt với xử lý nước thải sinh hoạt, lượng bùn sinh ra không lớn

- Chi phí vận hành cao hơn do phải sử dụng khí cung cấp cho quá trình xử

- Thể tích bể lớn do thời gian lưu dài (từ 20 – 80 ngày).

- Không giảm thể tích bùn cần làm khô.

Phân hủy hiếu khí + Làm đặc

Không phân hủy mà chỉ làm đặc bùn lý.

- Quá trình hiếu khí nếu không điều khiển tốt vẫn có thể phát sinh mùi hôi.

- Quá trình xử lý phát sinh các khí thải gây mùi và dễ gây cháy nổ.

- Điều kiện vận hành khắt khe nên gặp rất nhiều khó khăn trong vận hành.

- Quá trình kín (các thiết bị lắp đặt chìm: máy khuấy…) nên việc bảo trì bảo dưỡng gặp khó khăn.

- Chi phí đầu tư và vận hành cao do phải đầu tư thêm bộ thu hồi và đốt khí.

- Bùn rút ra để làm khô có mùi hôi.

Căn cứ vào lượng bùn thải phát sinh đối với nước thải sinh hoạt, khả năng đáp ứng của các loại máy ép bùn hiện đại, đồng thời làm giảm rủi ro có thể về việc phát sinh mùi và đơn giản, thuận tiện cho quá trình vận hành Chúng tôi đề nghị chỉ sử dụng bể nén bùn Tất nhiên điều này sẽ dẫn tới yêu cầu về phương pháp làm khô hiện đại.

T HUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I.10.1 Quy trình công nghệ xử lý nước thải

Nước thải được đưa tới ngăn tiếp nhận nước thải Tại đây, nước thải sẽ được phân phối đều vào các kênh đặt song tách rác tiếp theo Các kênh đặt song chắn rác tự động, hoạt động song song Trong thiết kế cũng bố trí 01 kênh tách rác thủ công, dự phòng trong trường hợp sửa chữa hay bảo dưỡng song chắn rác tự động Tại các song chắn rác, các tạp chất rắn có kích thước >5mm sẽ được tách ra khỏi nước thải để không gây ảnh hưởng tới quá trình xử lý tiếp theo Rác thô sẽ được hệ thống cào tự động, gạt tới máng thu rác, máng thu này có bố trí hệ thống vít xoắn để nén và tải rác tới container chứa rác, định kỳ sẽ đem thải bỏ.

Sau khi ra khỏi máy tách rác, nước thải chảy tràn vào bể lắng cát Dọc theo chiều dài của bể lắng cát, theo chiều dòng chảy, dưới tác dụng của trọng lực, các hạt chất rắn như cát… có khối lượng nặng sẽ có vận tốc lắng cao hơn và do đó sẽ lắng xuống đáy bể và được thiết bị cơ giới gạt vào ngăn chứa cát, trong khi đó những hạt keo hay huyền phù có khối lượng nhẹ hơn vẫn ở trạng thái lơ lửng và sẽ theo nước thải đi sang bước xử lý tiếp theo. Các chất rắn lắng dưới đáy bể sẽ được các bơm cát bơm lên thiết bị tách cát để tách nước khỏi cát trước khi thải bỏ

Nước thải sau khi tách rác thô, cặn nặng và váng bọt sẽ tự chảy vào các bể SBR thông qua một kênh phân phối Việc điền nước vào các bể SBR này hoàn toàn tự động thông qua các Van motor và chương trình điều khiển trung tâm Đồng thời, một thiết bị đo và truyền tín hiệu liên tục về bộ điều khiển trung tâm cũng được gắn trên kênh phân phối.

Các bể SBR hoạt động song song được thiết kế cho các NMXLNT Tại các bể này sẽ diễn ra quá trình xử lý chính để làm sạch các chất ô nhiễm có trong nước thải.

Công nghệ SBR là công nghệ xử lý nước thải tuần hoàn liên tục theo đó các quá trình như oxy hóa cacbon, quá trình nitrat hóa, khử nitơ và khử Photpho bằng phương pháp sinh học được diễn ra đồng thời Việc kiểm soát quá trình này dựa trên việc đo sự hấp thụ oxy trực tuyến để điều khiển hoạt động của máy thổi khí, cùng với việc sử dụng hệ thống khuyếch tán khí loại bọt mịn, hiệu suất cao sẽ cho phép làm giảm đáng kể năng lượng tiêu tốn Phương pháp này không cần đến các bể điều hòa, thiết bị khuấy trộn và loại trừ được trường hợp dòng chảy quá tải như trong hệ thống SBR Quá trình xử lý sẽ diễn ra liên tục khi hệ thống được lắp đặt ít nhất là 2 bể hoạt động song song.

Quá trình xử lý sinh học dựa trên công nghệ SBR – công nghệ bùn hoạt tính, sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để oxy hoá các thành phần ô nhiễm có trong nước thải Sự oxi hoá sinh học và tiêu thụ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ được thực hiện bởi vi sinh vật có trong bể hay còn gọi là bùn hoạt tính.

Trong suốt quá trình xử lý, bùn hoạt tính sẽ liên tục được sinh ra Loại bùn này không có mùi và không gây nguy hại tới sức khoẻ cho người vận hành và môi trường xung quanh khi bùn được xử lý theo quy trình xử lý bùn đã nêu.

Quá trình phản ứng ở bể SBR gồm các giai đoạn sau:

Bước1: Nước thải vào sẽ trộn với bùn hồi lưu với tỷ lệ F/M cao ở ngăn SELECTOR Sự kết hợp bể SELECTOR với các bể phản ứng khác nhau tạo nên ưu việt khác biệt giữa công nghệ SBR và các bể hoạt động theo công nghệ SBR Đặc điểm này giúp loại bỏ dây chuyền FILL và FILL-ANOXIC-MIX mà thay vào đó là dây chuyền FILL-AERATE và do đó vận hành hệ thống đơn giản hơn

Wastewater influent Recirculation Active sludge Recirculation

Hệ thống này đảm bảo quá trình xử lý sinh học sẽ chủ yếu là tạo ra các hạt bùn hoạt tính, và do đó làm tăng độ an toàn trong quá trình vận hành, giảm thiểu sự tập trung dòng thải.

Bể Selector hỗ trợ quá trình phát triển các vi sinh vật khử photpho và do đó photpho được khử theo phương pháp sinh học mà không cần thêm hoá chất.

Bước 2: Quá trình phản ứng xẩy ra trong bể SBR gần tương tự như quá trình SBR, chỉ khác dòng vào ra là liên tục Đây là phương pháp xử lý nước thải mà qua đó các quá trình như oxy hóa cacbon, quá trình nitrat hóa, khử nitơ và khử Photpho bằng phương pháp sinh học được diễn ra đồng thời Việc kiểm soát quá trình này dựa trên việc đo sự hấp thụ oxy trực tuyến và do đó phương pháp này không cần đến các bể điều hòa, thiết bị khuấy trộn và loại trừ được trường hợp dòng chảy quá tải như trong hệ thống SBR Quá trình xử lý sẽ diễn ra liên tục do có các bể hoạt động song song và lệch pha nhau.

Nước thải sau khi xử lý ở các bể SBR đạt tiêu chuẩn theo yêu cầu và được hút ra bởi các thiết bị thu nước DECANTER, xả vào bể KHỬ TRÙNG Tại bể khử trùng, dưới tác dụng của tia cực tím phần lớn các vi khuẩn có hại bị tiêu diệt

Nước sau khi khử trùng, đạt các tiêu chuẩn theo quy định, sẽ được xả ra nguồn tiếp nhận.

I.10.2 Quy trình công nghệ xử lý bùn thứ sinh

Bùn hoạt tính sinh ra từ bể SBR một phần được hồi lưu về ngăn SELECTOR trong bể SBR, phần dư bơm thải vào bể nén bùn để làm giảm một phần thể tích bùn trước khi được bơm vào bể phân huỷ bùn

Bùn trong bể nén bùn sẽ được các bơm bùn bơm tới máy ép bùn ly tâm Sau khi đạt độ khô từ 18-22%, bùn sau ép sẽ được đưa tới container chứa bùn cặn và sẽ được định kỳ chuyển lên xe tải thải bỏ.

Nước róc ra từ máy ép bùn, nước trong từ các bể nén bùn được tập trung về bể tiếp nhận bùn tự hoại, sau đó được bơm tự động đến bể tiếp nhận đầu vào để đem xử lý tiếp.

I.10.3 Mô tả 1 số quá trình khác:

- Song chắn rác cơ khí: hoạt động tự động khi có nước thải đầu vào.

P HƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CỤ THỂ

Trên cơ sở tính toán các thông số kỹ thuật, kích thước công trình cũng như phương án kiến trúc cảnh quan, NMXLNT Phú Lâm có công suất tối đa 12.000 m 3 /ngày đêm được thiết kế với diện tích xây dựng 0,63ha; trong đó diện tích xây dựng sử dụng cho các công trình xử lý nước thải là 0,2ha, phần diện tích còn lại sử dụng cho các công trình phụ trợ, đường giao thông và vành đai cây xanh

I.11.1 Mặt bằng bố trí và sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải

Hình I.16 Dây chuyền công nghệ

Hình I.17 Cao trình xây dựng NMXLNT Phú Lâm

Hình I.18 Mặt bằng tổng thể NMXLNT Phú Lâm

Hình I.19 Mặt bằng phối cảnh NMXLNT Phú Lâm (1)

I.11.2 Các bước của dây chuyền xử lý và các công trình trong nhà máy

Mô tả cụ thể từng bước của dây chuyền xử lý như Bảng I 26.

Bảng I.26 Mô tả từng bước của dây chuyền xử lý NMXLNT Phú Lâm

BỊ MÔ TẢ KỸ THUẬT

I TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI VÀ TÁCH RÁC

Ngăn tiếp nhận nước thải và tách rác

Nước thải đưa về Nhà máy từ trạm bơm chính trên mạng lưới thông qua tuyến ống áp lực.

Lưu lượng nước thải: Qtb92 m 3 /h , Qmaxx4 m 3 /h cho giai đoạn 1 và giai đoạn 2 (lưu lượng giờ lớn nhất)

Cấu tạo: 3 ngăn Gồm 01 ngăn tiếp nhận nước thải, 02 kênh đặt song chắn rác tự động, 01 kênh đặt song chắn thủ công bằng Bê tông cốt thép (1 ngăn đặt song chắn rác tự động được thiết kế cho giai đoạn 2 – thiết bị được lắp sau).

Nhiệm vụ: Ngăn tiếp nhận sẽ đón nước thải đưa tới khu xử lý từ hệ thống thu gom, rồi phân phối nước vào các kênh đặt máy tách rác Có 02 kênh đặt máy tách rác hoạt động song song và một kênh thủ công dự phòng trong trường hợp bảo dưỡng, sửa chữa máy tách rác tự động.

Song chắn rác tự động

Số lượng: Gồm 01 thiết bị, dạng song chắn rác mịn, tách hiệu quả đối với các loại tạp chất rắn có kích thước 6mm, với hệ thống cào rác tự động

Nhiệm vụ: Tách các rác có kích thước >6mm ra khỏi nước thải để các loại rác này không gây ảnh hưởng như tắc bơm, cho công đoạn xử lý tiếp theo.

Song chắn rác thủ công (dự phòng)

Số lượng: Gồm 01 thiết bị Nhiệm vụ: Tách các rác có kích thước > 6mm ra khỏi nước thải để các loại rác này không gây ảnh hưởng như tắc bơm, cho công đoạn xử lý tiếp theo.

Thiết bị gom rác và đùn rác tới thùng chứa

Số lượng: Gồm 01 thiết bị Gồm máng thu rác và thiết bị nén đẩy rác dạng vít xoắn Vật liệu INOX SS304

Nhiệm vụ: Rác sau khi được gạt khỏi song chắn rác sẽ tự rơi vào miệng thu rác của thiết bị Một trục vít xoắn bên trong sẽ cuốn và đẩy rác tới thùng chứa Trong quá trình di chuyển, dưới tác dụng của trục vít xoắn, rác thô sẽ được nén giảm thể tích trước khi rơi vào thùng chứa phía dưới

Thùng chứa rác Số lượng: đủ để lưu trữ rác trong 2 ngày, theo kích cỡ của công ty môi trường đô thị

Nhiệm vụ: Chứa rác thô từ máy tách rác Định kỳ được đem thải bỏ tại bãi chôn lấp.

Số lượng: 02 bể lắng, cấu tạo bằng Bê tông cốt thép.

Nhiệm vụ: Nước thải sau khi ra khỏi song chắn rác sẽ tràn vào bể lắng cát tròn, dựa theo chiều chuyển động dòng chảy của nước, dưới tác dụng của trong lực, các hạt cát nặng sẽ tách khỏi nước thải, lắng xuống đáy bể, được hệ thống gạt cặn trung tâm đưa về khoang chứa cát rồi được vận chuyển lên thiết bị tách cát bằng bơm chìm, Tại thiết bị tách cát, cát được rửa bằng nước sạch, với hệ thống khuấy trộn của thiết bị cát đưuọc rửa sách, nhờ nguyên lý trọng lực cát sạch sẽ lắng xuống dưới và được sang thùng chứa cát nhờ hệ thống tải xoắn vít Các chất váng, cặn nổi có khối lượng riêng nhỏ sẽ nổi lên trên, được gom về khoang chứa và được tách khỏi nước thải.

Nước thải sau khi tách cát sẽ tự chảy sang bể xử lý sinh học.

Số lượng làm việc: 1 bể cho giai đoạn 1 Giai đoạn 2 sẽ vận hành cả 2 bể đồng thời.

Thời gian lưu nước/lắng thực tế: 200-300s.

Kích thước bể: bể lắng cát được xây dựng hợp khối với ngăn tiếp ngăn và ngăn đặt song chắn rác với tổng kích thước cụm bể là R 11,6m x D 17,7m x H 4,8m

Thiết bị gặt cặn Số lượng: 01 thiết bị cho bể giai đoạn 1 Bổ sung thiết bị cho bể giai đoạn 2 theo lưu lượng nước thải thực tế được vận chuyển về nhà máy.

Nhiệm vụ: Gạt cặn phù hợp với kiểu lắng cát tròn, đường kính cầu gạt cát: 5m, hành trình: 15m; tốc độ di chuyển ~1,2 m/phút bao gồm cầu gạt, hộp số tối thiểu 02 cấp với bộ cảm biến momen lực bảo vệ quá tải Cầu gạt có chức năng gạt cặn, cát lắng dưới đáy bể Cơ cấu gạt thông minh, nâng hạ gạt cặn phù hợp với hành trình di chuyển.

Hệ thống bơm cát Số lượng: 01 cái Loại bơm chìm/bơm chân không/ bơm airlift, có kết cấu cánh đặc biệt để bơm được nước lẫn cát, chống tắc Công suất >5m 3 /h với hàm lượng cặn 1-3%; Cột áp: 4m.

Nhiệm vụ: Vận chuyển cát từ khoang chứa cát của bể lắng cát lên thiết bị tách cát.

Thiết bị tách cát Số lượng: Gồm 01 thiết bị, Vật liệu SS304 Công suất ≥5m 3 /h với hàm lượng cặn đầu vào: 1-3%; hàm lượng cặn đầu ra: 15- 25%

Nhiệm vụ: Tách cát khỏi nước thải và rửa sạch cát.

Thùng chứa cát Số lượng: tối thiểu 05 thùng chứa 0,75m 3 , phù hợp với xe gom rác đô thị, Vật liệu chống ăn mòn, có nắp ngăn mùi

Nhiệm vụ: Chứa cát, định kỳ được đem thải bỏ tại bãi chôn lấp.

Nước thải sau khi ra khỏi bể lắng cát sẽ tự chảy tới vào các bể SBR qua các van chặn, điều khiển phù hợp với các chu kỳ hoạt động của từng bể Đầu tiên, nước thải sẽ đi vào ngăn Selector của bể SBR Tại đây, nước thải sẽ được trộn đều và tiếp xúc lớn nhất với bùn hoạt tính trong pha nạp của bể SBR Tại ngăn Selector, lượng C (chất hữu cơ) hấp thụ lên bùn hoạt tính là lớn nhất, đảm bảo cho quá trình oxy hoá ở pha sục khí là tốt nhất.

Số lượng: 02 bể Làm bằng bê tông cốt thép Nhiệm vụ: Mỗi bể có các ngăn hoạt động nối tiếp để tạo sự khuấy trộn và nước thải + bùn hoạt tính tuần hoàn chạy theo tuần tự từ đầu bể đến cuối bể Dưới đáy bể có thiết kế hệ thống phân phối khí, dạng xương cá để tạo sự xáo trộn dòng chảy, đảm bảo cho sự tiếp xúc của bùn hồi lưu và nước thải đầu vào là tốt nhất 2 bể Selector có 2 đường ống dẫn khí khác nhau Mỗi đường ống dẫn khí có 1 van tự động và 1 van tay Van tự động sẽ đóng mở dựa theo chu kỳ hoạt động của bể SBR tương ứng.

Hệ thống phân phối khí trong bể Selecter

Nhiệm vụ: Hệ thống phân phối khí bảo đảm cung cấp đủ oxy cho quá trình oxy hoá các chất ô nhiễm bởi hoạt động sống của các sinh vật có trong bùn hoạt tính Kiến nghị lựa chọn sử dụng loại đầu phân phối khí loại màng, ống trụ, loại bọt khí thô, công suất khí: 0-51Nm 3 /giờ đối với mỗi đầu phân phối khí Vật liệu: SS304

Nước thải sau khi qua ngăn Selector sẽ tự chảy tràn vào ngăn oxyhóa của bể SBR Tại đây xảy ra quá trình oxy hoá các chất ô nhiễm bởi các vi sinh vật - bùn hoạt tính, trong hoạt động sống của mình, vi sinh vật sẽ sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải làm thức ăn và để tổng hợp nên tế bào, kết quả là nước thải sẽ được làm sạch các chất ô nhiễm.

Q UY CHUẨN , TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ PHẦN XÂY DỰNG

- Quy chuẩn xây dựng, tập I, II, III.

- TCVN 2737:2020 Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế;

- TCVN 5573:2011 Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế;

- TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế;

- TCVN 5575:2012 Kết cấu thép Tiêu chuẩn thiết kế;

- TCVN 1651:2018 Thép cốt bê tông;

- TCVN 9386 :2012 Thiết kế công trình chịu động đất;

- TCVN 9362:2012 Nền nhà và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế;

- TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế;

- TCXDVN 9393:2012 Cọc - Phương pháp thí nghiệm tại hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục;

- TCVN 4447:2012 Công tác đất quy phạm thi công và nghiệm thu;

- Các quy chuẩn, tiêu chuẩn khác hiện hành có liên quan.

G IẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG NHÀ MÁY

Đối với nhà máy xử lý nước thải nước thải, các giải pháp về xây dựng phải đảm bảo đuợc các yêu cầu chính sau đây:

- Đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật phục vụ cho nhà máy xử lý nước thải

- Đảm bảo an toàn về khả năng chịu lực cũng như biến dạng (Lún, võng, nứt, đẩy nổi ) Đặc biệt lưu ý tính toán kiểm tra sự hình thành các khe nứt do nội lực, sự chênh lệch về nhiệt độ và do thuỷ hoá bê tông trong quá trình thi công xây dựng.

- Tạo được cảnh quan và môi trường đẹp.

- Đảm bảo dễ thi công phù hợp với trang thiết bị và kinh nghiệm thi công của các nhà thầu, đặc biệt là các nhà thầu Việt nam.

- Các công trình phải tuân thủ các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam.

II.2.1 Giải pháp kiến trúc và cảnh quan công trình

Thiết kế NMXLNT Phú Lâm như sau:

- Các công trình bể xử lý được thiết kế ngầm một phần, thiết kế hệ thống xử lý, đường đi lại để vận hành và hệ thống chiếu sáng, thông gió hoàn chỉnh;

- Nhà máy được bố trí 2 cổng ra vào với các tuyến đường bổ sung xây mới kết nối với hệ thống đường chính của khu vực và đường đê sông Ngũ Huyện Khuê.

- Hệ thống thoát nước mưa, thoát nước thải, cấp nước, cấp điện đều được thiết kế để đấu nối với hệ thống hạ tầng kỹ thuật của khu vực;

- Toàn bộ các hạng mục công trình xử lý nước thải, bùn thải được xây bằng tường bê tông cốt thép Mặt trong và mặt ngoài các công trình phải phẳng nhẵn đảm bảo yêu cầu về mỹ thuật Mái công trình tách rác, lắng cát và bể nén bùn sử dụng tấm composite lấy sáng dầy 3mm Mái bể SBR được che kín bằng mái pin năng lượng mặt trời để ngăn mùi và tiết kiệm điện năng

- Các hạng mục phụ trợ được xây tường gạch bao che, cửa đi và cửa sổ là cửa nhựa lõi thép hoặc cửa sắt tuỳ thuộc vào công năng của từng hạng mục Cụm công trình phụ trợ được đổ trần bê tông, phía trên bảo vệ bằng mái tôn

- Nhà điều hành được xây nổi trên mặt đất, bố trí các phòng làm việc, giám sát quá trình vận hành nhà máy, đảm bảo an toàn phòng cháy, chữa cháy Nhà điều hành được xây gạch, trát vữa và sơn 2 nước Mái nhà điều hành và bảo vệ sử dụng vật liệu ngói mái của nhà nén bùn và bảo vệ trên là mái tôn, mái nhà tách rác là composite Nước mưa từ mái được thu gom vào xê nô và thoát thẳng ra hệ thống thoát nước mưa của nhà máy xử lý nước thải

- Nhà bảo vệ được xây gạch, trát vừa Trần đổ bê tông cốt thép dày 100mm, trên lợp ngói để chống nóng.

- Các máy móc, thiết bị (máy phát điện, trạm biến áp, tủ điện - điều khiển, máy thổi khí, máy ép bùn …) được bố trí lắp đặt đảm bảo cách âm, chống ồn cho khu xung quanh;

- Hệ thống khử mùi và thông gió: Không gian kín được chia thành các vùng khác nhau được cách ly hoàn toàn và được thông gió và xử lý.

Với vị trí hệ thống xử lý nước thải được bố trí như trên khi tiến hành xây dựng sẽ có một số ưu điểm sau:

- Phù hợp với quy hoạch đã được phê duyệt;

- Tiết kiệm diện tích đất cho các giai đoạn sau của dự án hoặc các dự án hạ tầng kỹ thuật khác;

- Không gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, mỹ quan khu vực;

- Dễ dàng trong quá trình vận hành cũng như quản lý;

- Tiết kiệm được chi phí xây dựng do hợp khối các công trình; Tiết kiệm chi phí lắp đặt đường ống và máy bơm;

Với các nhà máy xử lý nước nói chung và nhà máy xử lý nước thải nói riêng, trong nhà máy cần trồng nhiều cây xanh Ngoài việc đảm bản các yêu cầu quy định tại Quy chuẩn Việt Nam về khoảng cách lý, cây xanh còn tạo hiệu quả trong việc việc tạo cảnh quan cho nhà máy cũng như môi trường làm việc lý tưởng cho người lao động Do đó dọc theo đường nội bộ nhà máy và các thảm cỏ được bố trí trồng nhiều loại cây cao thấp khác nhau, kết hợp với trồng hoa ở khu vực nhà hành chính để tạo điểm nhấn cho toàn bộ khu xử lý

II.2.2 Giải pháp về xây dựng

Phương án san nền là xây dựng kè đá xung quanh trạm xử lý, sau đó bóc bỏ lớp đất hữu cơ dày 1m và san nền bằng cát với hệ số đầm K≥0.90 tới cao độ tuyệt đối +5,00, chiều dày mỗi lớp khi đầm không vượt quá 300mm.

II.2.2.2 Hạ tầng kỹ thuật

Các công trình hạ tầng kỹ thuật được thiết kế theo hướng đảm bảo đồng bộ với hệ thống hạ tầng kỹ thuật bên ngoài

Hệ thống đường, cấp thoát nước, cấp điện được đầu tư đảm bảo khớp nối với hạ tầng của khu vực.

II.2.2.3 Đặc điểm địa chất khu vực xây dựng NMXLNT

- Lớp 1: Lớp bùn ao, lẫn vật liệu đổ thải, dăm sạn, lẫn tạp chất Không có nhiều ý nghĩa trong địa chất công trình, có thể bóc bỏ hoặc tận dụng khi thi công.

- Lớp 2: Sét pha, lẫn sạn, xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Áp lực tính toán quy ước Ro= 2.07 kG/cm 2 Chiều dày lớp trung bình.

- Lớp 3: Sét pha, xám xanh, xám ghi, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng Áp lực tính toán quy ước Ro = 1.52kG/cm 2 Chiều dày lớp mỏng.

- Lớp 4: Sét pha, xám vàng, nâu đỏ, xám xanh, xám ghi, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Áp lực tính toán quy ước R = 2.23 kG/cm 2 Chiều dày lớp trung bình.

- Lớp 5: Cát pha, xám vàng, xám hồng, phớt xanh, trạng thái dẻo đến cứng Áp lực tính toán quy ước R = 1.75 kG/cm 2 Chiều dày lớp lớn.

- Lớp 5: Cát pha, xám vàng, xám hồng, phớt xanh, trạng thái dẻo đến cứng: Lớp

5 nằm dưới lớp 4, bắt gặp ở cả 2 hố khoan, chiều sâu đáy lớp và bề dày lớp chưa xác định do lỗ khoan kết thúc trong lớp này Giá trị SPT biến đổi từ 12 đến 37 búa.

• Các hiện tượng địa chất động lực

- Các hiện tượng địa chất động lực công trình phát triển không mạnh trong khu vực khảo sát.

- Hiện tượng động đất: Căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN 9386-2012, khu vực khảo sát thuộc huyện Tiên Du (TT Lim) có gia tốc nền A = 0.1109, thuộc vùng động đất cấp VII (theo thang chia MSK-64).

- Khu vực khảo sát nằm có nguồn cung cấp nước mặt chủ yếu nguồn nước mưa, từ sông Ngũ Huyện Khê và từ các ao hồ lân cận Nước dưới đất tồn tại trong các trầm tích bở rời có thành phần chủ yếu là cát, sạn, cuội sỏi.

- Tại 2 vị trí khảo sát do nằm dưới ao nước sâu từ 1-1.5m, cho nên chưa thể quan sát được nước dưới đất trong hố khoan.

G IẢI PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Công tác thi công các kết cấu bê tông cốt thép phải tuân theo các tiêu chuẩn thi công và bảo dưỡng bê tông hiện hành Bề mặt các kết cấu bê tông sau khi hoàn thiện phải phẳng nhẵn, không cần phải trát Bề mặt các kết cấu bê tông phần ngập trong đất phải được quét

3 lớp bi tum nóng trước khi lấp đất.

Các công tác lấy mẫu vật liệu, thí nghiệm vật liệu, lưu chứa cốt liệu, vận chuyển cốt liệu phải tuân theo các quy định, quy phạm hiện hành, tránh bị lẫn lộn các cốt liệu khác loại với nhau Khu vực lưu chứa cấp phối phải cao ráo tránh ngập nước.

Trong quá trình thi công phải các quy trình kỹ thuật phải được thực hiện đầy đủ, tuân theo các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam Đặc biệt lưu ý đến quá trình xử lý nền đầm chặt để đạt được độ chặt của nền mong muốn, biện pháp ép cọc bê tông cốt thép Sử dụng biện pháp đào mở đối với các công trình trong Nhà máy xử lý nước thải có độ chôn sâu ≤ 2.0(m) Với các công trình nằm cạnh nhau, phải thi công các công trình có chiều sâu trong đất lớn hơn trước Với công trình có phần ngầm sâu trong đất như Các công trình có chiều sâu thi công lớn (trung bình khoảng 6m) phải sử dụng cừ Lasen để thi công hố đào Có thể đào giật cấp để giảm áp lực lên cừ và giảm chiều dài cừ Tùy theo điều kiện cụ thể thực tế trong khi thi công nhà thầu có thể đề xuất biện pháp thi công khác hoặc có những điều chỉnh để đảm bảo an toàn và thuận lợi khi thi công các hạng mục này

Khi thi công tuyến ống, để đảm bảo bề mặt tiếp xúc giữa lớp cát lót và ống thì trước khi đặt ống cần sử dụng dụng cụ cào hình lòng máng để tạo hình dáng đáy hố đào sao cho bề mặt lớp lót khớp với ống Ống đặt trong nền đất được “gối” hoặc được “lót” bằng vật liệu hạt đầm chặt đồng nhất thích hợp (thường là cát) và được san lấp và đầm chặt kĩ, giúp đảm bảo tính toàn vẹn của hình dạng và cấu trúc ống được ổn định trong toàn bộ thời gian thi công và vận hành Toàn bộ hố đào trên mặt đường, vỉa hè được gia cố bằng cọc thép hình và thép tấm để bảo vệ thành hố đào Trước khi thi công nhà thầu phải trình biện pháp cụ thể với cơ quan có thẩm quyền để được chấp thuận thi công.

THUYẾT MINH PHẦN ĐIỆN

Q UY CHUẨN , TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN

- 11 TCN 18-2006: Quy phạm trang bị điện – Phần I: Quy định chung,

- 11 TCN 19-2006: Quy phạm trang bị điện - Phần II: Hệ thống đường dẫn điện,

- 11 TCN 20-2006: Quy phạm trạng bị điện – Phần III: Trang bị phân phối và Trạm biến áp,

- 11 TCN 21-2006: Quy phạm trang bị điện – Phần IV: Bảo vệ và tự động,

- QCVN 01 : 2008/BCT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn điện

- TCVN 4756 : 1989 Quy phạm nối đất và nối không các thiết bị điện

- TCVN 9385 : 2012 Chống sét cho công trình xây dựng Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống;

- TCXD 263-2002 Lắp đặt cáp và dây điện cho các công trình công nghiêp.

- Tiêu chuẩn IEC 60073: Màu cho đèn báo tín hiệu và nút nhấn,

- Tiêu chuẩn IEC 60158: Thiết bị điều khiển hạ thế,

- Tiêu chuẩn IEC 60186: Biến dòng,

- Tiêu chuẩn IEC 60269-1: Cầu chì hạ thế,

- Tiêu chuẩn IEC 61641: Hướng dẫn thử nghiệm phóng hồ quang do sự cố bên trong tủ điện,

- Tiêu chuẩn IEC 60185: Biến dòng đo lường và bảo vệ,

- Tiêu chuẩn IEC 60529: Cấp bảo vệ kín IP,

- Tiêu chuẩn IEC 60605: Chấp thuận và thử nghiệm - Yêu cầu chung về thiết bị điện.

- Các quy chuẩn, tiêu chuẩn khác hiện hành có liên quan.

G IẢI PHÁP THIẾT KẾ ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN N HÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI

III.2.1.1 Nguồn cấp điện. Điểm đấu phía trung áp của trạm biến áp được lấy từ đường dây 22kV của trạm biến áp hiện trạng Phần thiết kế và thuyết minh cho nhà máy bao gồm chỉ từ sau tủ điện hạ thế của trạm biến áp đến các phụ tải điện thuộc nhà máy xử lý nước thải.

Từ tủ điện tổng dẫn đến các thiết bị điện dùng loại cáp đạt tiêu chuẩn, đảm bảo chất lượng, cáp đi ngầm được luồn trong ống nhựa xoắn HDPE, ống PVC và đi trên hệ thống thang cáp, máng cáp vào thiết bị Các đầu nối, khớp nối phải kín không ngấm nước.

- Cấp bảo vệ của các bảng điện, tủ điện đặt trong nhà là IP-21, cấp bảo vệ của các bảng điện, tủ điện đặt ngoài trời là IP-54, vật liệu làm tủ được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam và các tiêu chuẩn quốc tế Các thiết bị bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch sử dụng loại ngoại hoặc liên doanh đạt tiêu chuẩn ISO.

- Hệ thống bù công suất: Đặc điểm của công trình này là dùng các động cơ 3 pha nên hệ số cosφ thấp do đó phải dùng hệ thống bù công suất để sử dụng hết công suất của thiết bị, tiết kiệm điện năng Khi cos thấp dưới 0,95 thì bộ điều khiển bùthấp dưới 0,95 thì bộ điều khiển bù sẽ điều khiển đóng các bộ tụ bù Cos càng thấp thì bộ điều khiển bù sẽ tự động điều khiển đóng các cấp bù ứng với từng giá trị của cos Có 14 cấp bù công suất cho toàn bộ hệ thống.

III.2.1.2 Mạng phân phối của công trình.

- Các đường cáp cấp nguồn chính từ tủ điện hạ thế của trạm biến áp đến các tủ MCC ở trong nhà kỹ thuật Từ các tủ phân phối MCC đặt ở nhà kỹ thuật cấp tới các tủ đặt tại các khu vực trong nhà máy Cáp điều khiển được kéo từ tủ điều khiển đặt tại nhà điều hành đến từng khu vực để điều khiển các thiết bị bằng nút nhấn ON/OFF và bằng tự động PLC.

- Mạng động lực: Từ các tủ điện tổng MCC có các lộ ra cấp cho các thiết bị như sau (Chi tiết thể hiện trong bản vẽ sơ đồ 1 sợi cấp điện tổng thể).

- Hệ thống ống nhựa xoắn HDPE, ống PVC, máng cáp được thiết kế có kích thước phù hợp với khối lượng cáp điện đã tính toán Vật liệu được dùng làm máng cáp dùng tôn dày 1.2-1.5mm, nhúng kẽm nóng, đảm bảo đạt yêu cầu kỹ thuật Thang cáp, máng cáp được lắp đặt chi tiết trong bản vẽ thiết kế.

III.2.1.3 Quy trình lắp đặt.

- Lắp đặt tủ điện: Tủ điện được thiết kế phù hợp với các thiết bị đã lập trong dự toán và trong bản vẽ thiết kế chi tiết Tủ điện MCC là loại tủ 1 mặt, khung tủ dùng tôn dày 2mm, cánh dày 2mm, tôn bao dày 1.5mm Vỏ tủ được sơn tĩnh điện, sơn chống rỉ, ở ngoài phủ 2 lớp sơn, phía trong sơn đen mờ, phía ngoài sơn màu ghi sáng đảm bảo các tiêu chuẩn Việt Nam về trang bị địên công trình và tiêu chuẩn quốc tế IEC Phía trong khung tủ được lắp các tấm Panel dày 2mm để gắn và cài các thiết bị Các thiết bị cài được cài vào thanh gá bằng hợp kim nhôm, thanh gá thiết bị được gắn vào các tấm Panel Không gian trong tủ phải đủ rộng để đặt thiết bị và luồn cáp Cách đáy tủ khoảng 20mm có lắp thanh trung tính bằng đồng có sẵn các lỗ hoặc là các cầu đấu trung tính, bulông để đấu trung tính của các đường cáp Ở các module tủ có lắp quạt thông gió để làm mát khi các thiết bị hoạt động,mỗi module tủ lắp 2 quạt thông gió Vỏ tủ có thể dùng của các hãng sản xuất trong nước, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra như cấp bảo vệ IP cho các tủ trong nhà, tủ ngoài trời, khoảng cách giữa các thiết bị trong tủ,…

- Lắp đặt thiết bị trong tủ: Tủ động lực là tủ kiểu 1 mặt, việc luồn cáp vào tủ rất khó khăn vì có các loại cáp lớn, nên có thể tách cáp thành từng pha trước khi luồn vào tủ Các module tủ được đặt độc lập với nhau và đặt sát nhau, mỗi tủ có lỗ cắt mặt bên và mặt sau để luồn cáp Khi đặt các tủ ở vị trí cố định thì dùng lưới chống chuột để bao kín từ lỗ máng cáp vào cho đến chân tủ hoặc là máng cáp sẽ đi sát chân tủ và được bao kín khít với đế tủ

- Các thiết bị trong tủ như: Aptomat, contactor, biến tần, rơle nhiệt, rơle trung gian, cầu đấu, đèn báo,…sử dụng các thiết bị có chứng chỉ chất lượng và có suất xứ rõ ràng Các thiết bị được gắn trong tủ phải chắc chắn và khoảng cách đảm bảo không chạm chập giữa các thiết bị cũng như giữa các pha của từng thiết bị, các ký hiệu của mạch điều khiển trong tủ phải rõ ràng, nên sử dụng các ký hiệu mang tính chất quốc tế, phù hợp với tiêu chuẩn của IEC Mỗi một thiết bị đóng cắt điều khiển trong tủ có ký hiệu tương ứng với ký hiệu trong sơ đồ điều khiển, có nhãn mác chỉ dẫn rõ rang để người vận hành điều khiển hệ thống hiệu quả, chính xác.

- Ở phía trong tủ: Hai bên tủ và các khoảng giữa các thiết bị có gắn các máng đi dây, máng đi dây có kích thước 40x40, 45x65 Các dây điều khiển được đi trong máng để đấu nối điều khiển các thiết bị Thanh cái bằng đồng được lắp chắc chắn, các pha được cách điện bằng sứ cách điện thanh Cái, loại sứ 51 hoặc dùng loại khác nhưng phải đảm bảo cách điện tốt giữa các pha Sau khi lắp đặt xong thanh Cái và thanh dẫn phải được bọc bằng thun bọc đồng Các loại đầu cốt, đầu nối, cầu đấu dây phải được lắp chắc chắn, gọn gàng tránh gây chạm chập hư hỏng thiết bị, nguy hiểm cho người vận hành Các dây điều khiển nên chia theo các màu cho các pha, màu cho dây trung tính, màu cho dây tiếp địa Màu nên sử dụng các màu theo tiêu chuẩn Việt Nam và phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế.

- Lắp đặt máng cáp: Hệ thống máng cáp được sử dụng trong nhà máy bao gồm: máng cáp 300x100, 200x100 Tất cả hệ thống máng cáp được dùng chung cho cả cáp động lực và cáp điều khiển Nhưng trong quá trình lắp đặt phải tách riêng cáp động lực và cáp điều khiển.

- Máng cáp dùng loại máng cáp có nắp, tôn dày 1.2mm-1.5mm Máng được làm bằng tôn ram mạ kẽm nguội Ở các điểm nhất định, máng cáp được nối đất lặp lại, điện trở nối đất lặp lại phải nhỏ hơn hoặc bằng 10 Ôm

- Lắp đặt ống nhựa xoắn HDPE, ống PVC luồn cáp, ống ruột gà: Hệ thống ống luồn cáp được nối với hệ thống máng cáp để dẫn cáp từ nguồn điện đến các thiết bị. Ống được chôn ngầm hoặc là đặt nổi, ống đặt nổi được cố định bằng các đai Inox. Cáp luồn trong ống phải kín, chống nước

- Các đường ống sẽ dẫn cáp nối vào máng cáp đến các tủ và các thiết bị Cáp từ các đường ống chính, máng cáp vào thiết bị được luồn trong các ống ruột gà Các đầu nối phải gọn gàng, ống nên đi theo các thứ tự đẹp mắt.

H Ệ THỐNG NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT

Hệ thống nối đất phải được thiết kế để hoạt động bình thường và thỏa mãn các yêu cầu an toàn

Hệ thống nối đất được chia thành hệ thống nối đất (nối đất làm việc) và nối đất bảo vệ.

Hệ thống nối đất phải được nối tới hệ thống nối đất chính của nhà máy, các cọc nối đất riêng biệt là không nên.

Hệ thống nối đất cho hệ thống PLC, các thiết bị trường, cáp và máng cáp … phải cân nhắc cùng nhau để tránh mất cân bằng điện thế đất.

III.3.2 Nối đất bảo vệ

Nối đất bảo vệ được sử dụng để bảo vệ an toàn cho các thiết bị và con người Điều này sẽ bao gồm nhưng không giới hạn tới hệ thống nối đất cho PLC, tủ bảng, tủ đấu nối, máng cáp kim loại, đường ống kim loại, và lớp kim loại bọc cáp… Điện trở nối đất bảo vệ phải nhỏ hơn 4 Ohm

Nối đất bảo vệ có thể nối tới hệ thống nối đất nhà máy gần nhất Nối đất bảo vệ bên trong nhà điều khiển phải được tập trung tới tủ nối đất trước khi nối vào hệ thống nối đất chính của nhà máy

Thiết bị nối đất bao gồm:

- Các tín hiệu vòng có tham chiếu với đất

- Nối đất vỏ Điện trở phần nối đất phải nhỏ hơn 1 Ohm.

Tất cả các thiết bị nối đất phải nối đến tủ nối đất chung được để trong phòng điều khiển và gần hệ thống nối đất nhà máy.

Các thanh nối đất phải được thiết kế cho tín hiệu vòng tham chiếu với đất, vỏ nối đất và hệ thống nối đất thiết bị trong tủ Phải dùng loại diot Zenner, riêng biệt giữa nối đất hệ thống và nối đất thiết bị Kết nối giữa thanh nối đất và tủ nối đất phải qua cáp nối đất riêng cô lập.

III.3.3 Hệ thống chống sét

Hệ thống chống sét được thiết kế để chống tác động của sét Điều này có thể được thực hiện bằng cách nối đất hệ thống, vỏ bọc tín hiệu và/hoặc là một phần của hệ thống chống sét.

Một hệ thống nối đất duy nhất được sử dụng Tất cả các hệ thống nối đất được chia sẻ cùng với nối đất lưới điện Sử dụng cáp có lớp bọc kim loại nếu cáp không được bảo vệ bằng ống hoặc thang cáp kim loại

Chống sét được cung cấp cho tất cả khu vực có thiết bị và khu vực phòng điều khiển, trong trường hợp được yêu cầu hệ thống chống sét

Chống sét cho khu vực thiết bị được ưu tiên hơn.

T ÍNH TOÁN SẢN LƯỢNG ĐIỆN MÁI PIN MẶT TRỜI

Thông tin năng lượng mặt trời áp mái sử dụng theo dự án:

Số lượng tấm pin: 384 tấm kích thước 1mx2m công suất cực đại tấm 400Wp

Công suất cực đại hệ thống: 153.6kWp

Góc phương vị mái: 140 độ

Dữ liệu chiếu xạ hàng năm tại khu vực nhà máy xử lý nước thải

III.4.1 Vị trí địa lý

III.4.2 Dữ liệu chiếu xạ hàng năm tại khu vực nhà máy xử lý nước thải

III.4.2.1 Chi tiết đường Chân trời

III.4.2.2 Chiếu xạ trung bình hàng giờ (W/m2)

TƯ VẤN: CÔNG TY CP TƯ VẤN VÀ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG HẠ TẦNG PHƯƠNG ĐÔNG 120

III.4.2.3 Tổng hợp chiếu xạ hàng tháng và trung bình của năm/m2

III.4.3 Dữ liệu điện năng thu được từ mái pin máy xử lý nước thải

III.4.3.1 Sản lượng điện thu được theo giờ với thông tin thiết kế (kWh)

III.4.3.2 Tổng sản lượng điện năng lượng mặt trời thu được hàng năm theo dự kiến

CÁC PHỤ LỤC TÍNH TOÁN

Tiêu đề	Thuyết Minh Thiết Kế Cơ Sở Nhà Máy Xử Lý Chất Thải
Chuyên ngành	Khoa học Môi trường
Thể loại	Thuyết minh TKCS
Năm xuất bản	2022

Định dạng
Số trang	192
Dung lượng	28,63 MB