Thiết kế trạm xử lý nước thải phân bón Công ty phân bón Bình Điền - Long An công suất 120m3/ngày.đêm

Thiết kế trạm xử lý nước thải phân bón Công ty phân bón Bình Điền - Long An công suất 120m3/ngày.đêm

LỜI CAM ĐOAN

f&e Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp là kết quả từ sự nổ lực của riêng tôi Những kết quả trong đồ án là trung thực, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và sự vận hành của trạm xử lý.Bên cạnh sự khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Xuân Trường để đồ án được hoàn thành

Nội dung trong đồ án có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm và các trang web theo danh mục tài liệu của đồ án

LỜI CẢM ƠN

Khi đồ án tốt nghiệp được hoàn thành, thì đó cũng là lúc kết thúc quá trình lên giảng đường đại học của mỗi sinh viên Để hoàn thành tốt đồ án này, ngoài nỗ lực của bản thân tôi đã nhận sự giúp đỡ tận tình của gia đình, thầy cô và bạn bè

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Trường đã tạo điều kiện và hướng dẫn tận tình cho tôi trong suốt quá trình làm đồ án

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quí thầy, cô trong khoa môi trường cùng những người bạn đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt cho tôi trong suốt quá trình học

Xin dành những lời cảm ơn cho gia đình và những người thân của tôi, những người luôn khuyến khích và động viên cho tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành

Tp.Hồ Chí Minh, ngày… tháng … năm 2012

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Anh Hoàng

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU 2

3 NỘI DUNG ĐỒ ÁN 2

4 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 4

1.1 Giới thiệu về công ty phân bón lịch sử hình thành và phát triển 4

1.2 Sản phẩm của công ty:……… 6

1.3 Quy mô nhà máy: 9

1.4 Sơ lược về công nghệ sản suất phân bón 10

1.4 1 Các dây chuyền trộn hạt 10

1.4 2 Dây chuyền ve viên nước: 11

1.4 3 Dây chuyền cán ép 13

1.5 Nguyên vật liệu, năng lượng, máy móc thiết bị 14

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 16

2 1 Mục đích của xử lý nước thải 16

2 2 Phương pháp vật lý: 16

2.2.1 Song chắn rác: 18

2.2.2 Lưới lọc 18

2.2.3 Quá trình tuyển nổi 18

2.2.4 Quá trình lắng 18

2.2.5 Các phương pháp lọc và siêu lọc 19

2 3 Phương pháp hóa học: 19

2.3 1 Quá trình keo tụ- tạo bông 19

2.3 2 Trung hòa 19

2.3 3 Quá trình oxy hóa- khử 19

2.3 4 Phương pháp điện hóa 20

2 4 Phương pháp hóa lý: 20

2.4.1 Trao đổi ion 20

2.4.2 Trích ly 21

2 5 Phương pháp sinh học 21

2.5.1 Công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên 21

2.5.1.1 Hồ sinh học……… 21

2.5.1.2 Hồ hiếu khí……… .22

2.5.1.3 Hồ kỵ khí……… 22

2.5.1.4 Hồ tùy nghi……… 22

2.5.1.5 Phương pháp xử lý qua đất……… 22

2.5.2 Công trình xử lý sinh học hiếu khí 23

2.5.2.1 Bể phản ứng sinh học hiếu khí (Aerotank)……… 23

2.5.2.2 Bể bùn hoạt tính truyền thống (CAS)……… 23

2.5.2.3 Bùn hoạt tính nạp từng bậc (FSAS)……….23

2.5.2.4 Bể bùn hoạt tính tiếp xúc ổn định (CSAS)……… 24

2.5.2.5 Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hóa chất (CMAS)……… 25

2.5.2.6 Quá trình sục khí kéo dài……….25

2.5.2.7 Quá trình bùn hoạt tính mẻ kế tiếp (SBRAS)……….26

2.5.2.8 Lọc sinh học -dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lửng……….27

2.5.2.9 Lọc nhỏ giọt……….28

2.5.2.10 Đĩa quay sinh học RBC (Rotating Biological Contact)……….29

2.5.2.11 Mương oxy hóa……… 30

2.5.3 Công trình xử lý kị khí: 32

2.5.3.1 Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)……… 33

2.5.3.2 Bể kị khí vách ngăn……….33

2.5.3.3 Bể kị khí lớp bùn di chuyển (AMBR)……….35

2 6 Đề xuất và thuyết minh quy trình công nghệ 35

2.6.1 Các quy trình công nghệ xử lý tổ hợp Nitơ & Photpho 35

2.6.2 Tính chất nước thải và quy trình công nghệ xử lý nước thải hiện có của nhà máy phân bón Bình Điền – Long An 39

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 47

3 1 Tính toán hố thu gom 47

3.1 1 Mục đích: 47

3.1 2 Tính toán 47

3 2 Bể điều hòa sục khí 49

3.2 1 Mục đích: 49

3.2 2 Thông số đầu vào 49

3.2 3 Tính toán 49

3 3 Bể phản ứng tạo bông 52

3.3 1 Mục đích: 52

3.3 2 Tính chất nước đầu vào 52

3.3 3 Tính toán 52

3 4 Bể lắng 1 – Bể lắng đứng 54

3.4 2 Thông số đầu vào 54

3.4 3 Tính toán 54

3 5 Tính toán quy trình MLE 57

3.5 1 Tính toán bể thiếu khí – Anoxic 57

3.5.1.1 Mục đích……… 57

3.5.1.2 Thông số đầu vào……….57

3.5.1.3 Tính toán……… 57

3.5 2 Tính toán bể aerotank……….63

3.5.2.1 Mục đích……… 63

3.5.2.2 Tính toán cho quá trinh oxy hóa amoni……… 63

3.5.2.3 Tính toán khả năng loại bỏ Phosphorus……… 66

3.5 3 Tính toán oxi cần cung cấp cho bể Aerotank 68

3 6 Tính toán bể lắng 2 74

3.6.1 Mục đích: 74

3.6.2 Thông số đầu vào 74

3.6.3 Tính toán 74

3 7 Tính toán bồn lọc áp lực 80

3.7.1 Mục đích: 80

3.7.2 Thông số đầu vào 80

3.7.3 Tính toán chiều cao của bồn lọc 80

3.7.4 Hệ thống phân phối nước rửa lọc 83

3.7.4.1 Ống dẫn nước vào………83

3.7.4.2 Phểu phân phối nước lọc……… 83

3.7.5 Hệ thống thu nước sau lọc 83

3.7.6 Tính thời gian rửa ngược 84

3.7.6.1 Xác định chu kỳ rửa lọc……… 84

3.7.6.2 Vật liệu cát……….85

3.7.7 Tổn thất áp lực khi tiến hành rửa ngược 87

3.7.7.1 Tổn thất trong hệ thống phân phối nước rửa ngược (chụp lọc)………… 87

3.7.72 Tổn thất qua lớp sỏi đỡ……….87

3.7.8 Tính toán bề dày thân tháp 89

3 8 Tính toán bể khử trùng 91

3 9 Tính toán bể chứa bùn 92

3 10 Thiết kế bể chứa trung gian 92

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN KINH TẾ & VẬN HÀNH 93

4.1 Chi phí xây dựng: 93

4.2 Chi phí máy móc - thiết bị: 93

4.3 Chi phí vận hành: 96

4.4 VẬN HÀNH – BẢO TRÌ 97

4.4.1 Kiểm soát hoạt động của hệ thống 97

4.4.2 Một số sự cố thường gặp trong quá trình bùn hoạt tính và biện pháp xử lý:…… 99

4.4.3 Một số sự cố thường gặp khác và cách khắc phục khi vận hành các bể, thiết bị: ……… 102

CHƯƠNG 5.KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ………… ………108

5.1 Kết luận 108

5.2 Kiến nghị 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

PHỤ LỤC 112

DANH MỤC VIẾT TẮT

SS Settleable solids

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Sản phẩm phân bón của Cty phân bón Bình Điền - Long An 6

Bảng 1.2 Nguyên vật liệu cho sản xuất phân bón……… 14

Bảng 2.1 Các công trình trong phương pháp vật lý 17

Bảng 2.2 So sánh các quá trình bùn hoạt tính 26

Bảng 2.3 So sánh các ưu nhược điểm các quy trình 39

Bảng 2.4 Tính chất nước thải của nhà máy phân bón Bình Điền – Long An 40

Bảng 3.1 Tính chất nước thải đầu vào của hệ thống 47

Bảng 3.2 Hệ số không điều hòa chung K0 48

Bảng 3.3 Thông số thiết kế hố thu gom 48

Bảng 3 4 Thông số thiết kế bể điều hòa 51

Bảng 3.5 Thông số thiết kế bể phản ứng tạo bông 53

Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể lắng 1 56

Bảng 3.7 Thông số thiết kế bể Anoxic 61

Bảng 3.8 Thông số thiết kể bể Aerotank 671

Bảng 3.9 Đường kính theo vận tốc khí 70

Bảng 3.10 Thông số thiết kế bể lắng đợt 2 74

Bảng 3.11 Thông số thiết kế bể lắng đợt 2 78

Bảng 3.12 Cường độ rủa và thời gian rửa 82

Bảng 3.13 Một số loại chụp lọc trên thị trường 84

Bảng 3.14 Thể tích cặn chiếm chỗ trong lỗ rỗng hạt VLL 84

Bảng 3.15 Độ đặc của cặn 85

Bảng 4.1 Chi phí xây dựng công trình 93

Bảng 4.2 Chi phí máy móc 94

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Sơ đồ dây chuyền trộn hạt 10

Hình 1 2 Dây chuyền ve viên nước 11

Hình 1 3 Dây chuyền ép cán……… 13

Hình 2 1 Bể hẹp với dòng vào được nạp vào mỗi bể 24

Hình 2 2 Bể tiếp xúc ổn định 24

Hình 2 3 Quy trình hoạt động của bể khuấy trộn hoàn chỉnh 25

Hình 2 4 Quá trình sục khí kéo dài 26

Hình 2 5 Bể lọc nhỏ giọt 29

Hình 2 6 Phin lọc sử dụng trong lọc nhỏ giọt bằng Plastic 29

Hình 2 7 Tiếp xúc sinh học quay 30

Hình 2 8 Quy trình hoạt động của mương oxi hóa 31

Hình 2 9 Khử nitrat bằng hệ thống MLE 32

Hình 2 10 Sơ đồ cấu tạo của bể UASB 33

Hình 2 11 Quá trình thay thế lớp bùn kị khí 34

Hình 2 12 Quy trình A2O 36

Hình 2 13 Quá trình bardenpho năm giai đoạn xử lý phôtpho 36

Hình 2 14 Quá trình UCT 37

Hình 2 15 Quá trình VIP 38

Hình 2 16 Quy trình MEL cải tiến 38

Hình 2 17 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hiện tại 41

Hình 2 18 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 44

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay, vấn đề môi trường trở thành chủ đề quan tâm của mọi quốc gia không riêng gì ở Việt Nam Ô nhiễm môi trường đã trở thành một chủ đề nóng bỏng trên mọi phương tiện thông tin đại chúng cũng như trong các cuộc họp của chính phủ, các tổ chức môi trường… Trong đó vấn đề ô nhiễm do nước thải sản xuất công nghiệp trở thành vấn đề nghiêm trọng rất được quan tâm hiện nay Nhà nước ta đã hoạch định chiến lược phát triển kinh tế, công nghiệp theo hướng bền vững giai đoạn từ đây cho đến năm 2020 Như vậy, nhà nước khuyến khích mọi công ty sản xuất phải thân thiện với môi trường theo hướng công nghiệp xanh

Và nhà máy phân bón Bình Điền – Long An là công ty cổ phần nhà nước, công ty

có nhiều danh tiếng, đạt nhiều thành tích trong kinh doanh cũng như trong vấn đề bảo

vệ môi trường phải đi đầu Trong chiến lược phát triển của công ty, sản xuất phải đi đôi với bảo vệ môi trường Bước đầu thành lập, công ty đã quan tâm đến các chất thải gây ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất Nước thải trong quá trình sản xuất phân bón của công ty không nhiều nhưng là nước thải có thành phần ô nhiễm khó xử

lý Do đó, vấn đề cần đặt ra ở đây là phải xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 24 – 2009/BTNMT Đó là những lý do cấp thiết cần phải xây dựng hệ thống

xử lý nước thải sản xuất cho nhà máy :

Thứ nhất: Nhà máy phân bón Bình Điền – Long An tuy mới xây dựng, lượng nước

thải phát sinh hằng ngày không nhiều nhưng nước thải có chứa hàm lượng Nitơ và Photpho cao, khó xử lý

Thứ 2: Nhà máy nằm ngay cạnh sông Vàm Cỏ Đông, nếu nước thải không được xử

lý đạt tiêu chuẩn, thì lượng chất ô nhiễm thải ra sông lâu ngày gây ảnh hưởng rất lớn tới hệ sinh thái của sông Vàm Cỏ và gây ra hiện tượng phú dưỡng, ảnh hưởng đến chất lựợng nước của sông

Thứ 3: Tuy nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nhưng vận hành chưa

hiệu quả gây ra nhiều sự cố vì thế phải cải tạo lại hệ thống xử lý mới,để đạt tiêu chuẩn xã thải và hệ thống chạy ổn định

Thứ 4: Nhà máy phân bón Bình Điền – Long An là một doanh nghiệp nhà nước có

uy tín, từng nhận được nhiều danh hiệu cao quý trong lĩnh vực kinh doanh cũng như trong hoạt động bảo vệ môi trường Vì thế nếu nước thải đầu ra của nhà máy không đạt tiêu chuẩn sẽ ảnh hưởng rất lớn đến uy tín của công ty

Thứ 5: Chiến lược phát triển của công ty trong những năm tới sản xuất nhưng phải

thân thiện với môi trường do đó việc xử lý nước thải là công việc cấp bách cần phải làm

2 MỤC TIÊU

- Để hệ thống chạy ổn định và đạt tiêu chuẩn xả thải vì thế cần phải cải tạo lại trạm

Xử lý nước thải phân bón cho Công ty phân bón Bình Điền – Long An

- Hướng dẫn vận hành và xử lý các sự cố trong quá trình vận hành Hệ thống xử lý nước thải

Qua đề tài cho thấy được:

- Công ty phân bón Bình Điền – Long An đã có ý thức và trách nhiệm trong vấn

đề bảo vệ môi trường

- Từ những thực tế trên đã giúp cho việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân bón của nhà máy phân bón Bình Điền- Long An đạt chuẩn hơn

- Qua quá trình tích lũy kinh nghiệm thì công ty đã ngày một nâng cao hơn về trình độ khoa học kỹ thuật

- Từ những kinh nghiệm và thực tế đã giúp cho đồ án được hoàn chỉnh và tốt hơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY PHÂN BÓN BÌNH ĐIỀN – LONG AN

1.1.Giới thiệu về công ty phân bón Bình Điền – Long An

Công ty Phân bón Bình Điền là một doanh nghiệp nhà nước, và là một danh nghiệp

chiếm thị phần hàng đầu Việt Nam về phân hỗn hợp NPK Đặc biệt ở khu vực Miền

Nam, vựa lương thực chính của cả nước, Công ty đứng đầu về sản lượng sản xuất cũng

như doanh số phân NPK

Công ty được hình thành vào năm 1973, với tên gọi là Thành Tài Phân bón Công ty

(Thataco) Sau giải phóng Miền Nam 1975, Thataco được chuyển cho Nhà nước và

năm 1976 được đổi tên thành Xí nghiệp Phân bón Bình Điền II, trực thuộc Công ty

Phân bón Miền Nam Bằng sự phát triển lớn mạnh của mình, đến ngày 6/5/2003 Xí

nghiệp Phân bón Bình Điền II đã được Bộ trưởng Bộ Công nghiệp thừa ủy quyền của

Thủ tướng Chính phủ ký quyết định chuyển thành Công ty Phân bón Bình Điền, trực

thuộc Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam (nay là Tập đoàn Hóa chất Việt Nam) Trong

quá trình phát triển của mình, Công ty phân bón Bình Điền với thương hiệu phân bón

Đầu Trâu luôn luôn là đơn vị dẫn đầu của ngành sản xuất phân bón trong cả nước về

năng suất, chất lượng, hiệu quả Doanh số năm sau cao hơn năm trước, đến năm 2004,

Bình Điền chính thức gia nhập những doanh nghiệp có doanh số trên 1000 tỷ đồng

Liên tiếp trong 3 năm 2007, 2008 và 2009, Bình Điền đã đứng đầu về doanh số trong

các đơn vị thành viên của Tập đoàn Hóa chất Việt Nam Năm 2009, với doanh số trên

3200 tỷ đồng, Bình Điền được xếp hạng 168 trong Top 500 doanh nghiệp lớn nhất cả

nước Công ty cũng được bình chọn là 1 trong 129 thương hiệu mạnh Việt Nam và là

doanh nghiệp tiêu biểu 3 nước Đông Dương: Việt Nam, Lào, Campuchia

Công ty Phân bón Bình Điền đã được Chủ tịch nước CHXHCN VN tặng thưởng

"Huân chương lao động hạng hai" năm 1999 và “Huân chương Lao động hạng nhất”

năm 2008 Thương hiệu Phân bón Đầu Trâu của Công ty cũng đã trở thành thương

hiệu uy tín đối với bà con nông dân, đã đạt nhiều danh hiệu và giải thưởng chất lượng

như: Hàng Việt Nam chất lượng cao (8 năm liên tục), giải Vàng Chất lượng Việt Nam

(5 năm), cúp vàng Doanh nghiệp tiêu biểu, Topten Phân bón, Cúp vàng Vì sự nghiệp

xanh Việt Nam (4 năm), Cúp vàng nông nghiệp Việt Nam, và gần 100 danh hiệu, giải thưởng, huy chương vàng các loại khác

Với các nhà máy sản xuất và mạng lưới phân phối rộng khắp trên toàn quốc và các nước lân cận; đặc biệt với đội ngũ cán bộ 70 người có trình độ kỹ sư, thạc sĩ và tiến sĩ, cộng với 300 công nhân lành nghề, Công ty Phân bón Bình Điền đã phát triển nhanh chóng và là nhà tiên phong trong việc xuất khẩu phân bón "made in Vietnam" ra các nước trong khu vực với bao bì in ấn bằng tiếng bản địa nên được nông dân nước bạn

ưa chuộng

Công ty là đơn vị đầu tiên và duy nhất trong ngành phân bón có Hội đồng Cố vấn KHKT gồm 8 Giáo sư, Tiến sĩ hàng đầu về nông nghiệp, Công ty cũng quan hệ chặt chẽ với các Viện Nghiên cứu, Trường Đại học để từ đó ứng dụng các tiến bộ công nghệ mới nhất vào sản phẩm của mình.Từ đó cho thấy Công ty luôn đa dạng về chủng loại sản phẩm, đến nay Công ty có hơn 100 loại sản phẩm phù hợp với từng loại đất đai và thời kỳ sinh trưởng của từng loại cây trồng, phong phú về mẫu mã Hầu hết các sản phẩm mới về phân bón NPK sản xuất trong nước, Công ty Phân bón Bình Điền luôn là đơn vị đi đầu Và là đơn vị đầu tiên đưa ra các loại sản phẩm chuyên dùng cho cây trồng như: Chuyên dùng cho cây lúa, cà phê, cao su, mía, cây ăn trái, điều, rau - màu, chè, ngô, lạc v.v.v làm tăng năng suất và chất lượng nông sản

Thực hiện theo chủ trương yêu cầu của UBND thành phố Hồ Chí Minh về việc giảm sản lượng tại Công ty phân bón Bình Điền – Long An tại tp Hồ Chí Minh chỉ còn 100.000 tấn/năm vào năm 2009 Nhưng để đảm bảo sản lượng phân bón NPK cung cấp cho thị trường, đáp ứng yêu cầu tiêu thụ tại chổ về phân bón nông nghiệp cho khu vực đồng bằng sông Cửu Long và phục vụ yêu cầu sản xuất Vì thế Công ty phân bón Bình Điền – Long An đã đầu tư xây dựng mới một nhà máy sản xuất phân bón NPK hoàn chỉnh tại cụm công nghiệp Long Định – Long Cang, huyện Cần Đước, tỉnh Long An với công suất 600.000 tấn sản phẩm/ năm

v Địa điểm:

Cụm công nghiệp Long Định – Long Cang, huyện Cần Đước tỉnh Long An trên khu đất có diện tích là 156.303 m2

- Phía Bắc : Giáp khu đất nhà máy xi măng Hà Tiên

- Phía Tây: Giáp Sông Vàm Cỏ Đông

- Phí Đông: Giáp trục đường giao thông chính của cụm công nghiệp

- Phía Nam: Giáp với công ty thủy sản ( Dự kiến)

Cách Tiền Giang khoảng 26 km

Cách của sông Soài Rạp khoảng 46 km

Theo sông Vàm Cỏ Đông việc giao thông đến các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long rất thuận lợi

v Địa hình

Địa hình tương đối bằng phẳng so với xung quanh, độ dốc hơi thoải về phía sông Vàm Cỏ Đông nên rất thuận lợi cho việc thoát nước tự nhiên

v Điều kiện khí hậu

Khu vực công ty nằm trong khu vực huyện Cần Đước, Tỉnh Long An chịu khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo chung của cả nước và mang đặc thù của vùng miền Tây Nam Bộ, khí hậu tương đối ôn hòa, gồm hai mùa mưa, nắng rõ rệt Mùa nắng kéo dài

từ tháng 12 đến tháng 4 Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11

1.2 Sản phẩm của công ty

Số thứ tự CÁC LOẠI PHÂN BÓN THÔNG THƯỜNG

45 Đầu trâu hồ tiêu

46 Đầu trâu cao su

47 CD mía 1

48 Đầu trâu Thanh Long

49 Đầu trâu cà phê

50 Đầu trâu TE lúa 1

51 Đầu trâu TE lúa 2

57 Đầu trâu TE +TE agrotain

58 Đầu trâu Agotain – Lúa 1

59 Đầu trâu Agrotain – Lúa 2

60 Đầu trâu Agrotain cà phê

61 NPK 20-20-15 (Agro)

62 Đầu trâu 46A hạt nhỏ

63 Đầu trâu 46A hạt lớn

1.3 Quy mô nhà máy

Công suất dự án: 600.000 tấn/năm

01 dây chuyền sản xuất NPK 1 hạt với công suất 50.000 tấn/năm

01 dây chuyền sản xuất NPK 1 hạt với công suất 100.000 tấn/năm và 1 dây chuyền sản xuất NPK cán ép với công suất 50.000 tấn/năm

02 dây chuyền sản suất NPK 1 hạt với công suất 50.000 tấn/năm và một dây chuyền trộn với công suất 100.000 tấn/năm

02 dây chuyền sản xuất NPK trộn với công suất 100.000 tấn/năm

1.4 Sơ lược về công nghệ sản suất phân bón

Dây chuyền trộn hạt chỉ phát sinh bụi và chất thải rắn tại khâu đóng bao, nhưng không đáng kể vì dây chuyền tự động và kín, các hạt phẩm dạng hạt có kích thước lớn

Hạt nguyên liệu

Định lượng

Hạt nguyên liệu Hạt nguyên liệu Hạt nguyên liệu Hạt nguyên liệu

Định lượng Định lượng Định lượng Định lượng

Trộn

Đóng bao

Thành phẩm Bụi, chất thải rắn

1.4.2 Dây chuyền ve viên nước

Hình 1.2: Dây chuyền ve viên nước

v Mô tả công nghệ:

Nguyên liệu từ kho chứa được nạp vào máy nghiền Nguyên liệu sau khi nghiền được băng tải vận chuyển nạp vào các phểu chứa theo từng loại riêng biệt Qua các băng tải cân, nguyên liệu được định lượng tự động theo chương trình phối liệu rót vào máy trộn Sau khi trộn băng tải gầu cấp liệu cho máy ve viên đĩa, tạo hạt bằng nước hoặc hơi nước Ở đây phối liệu được trộn đều, đồng thời phun nước dạng mù, tạo độ

ẩm cho hỗn hợp ve viên thành hạt NPK Các hạt NPK trên đĩa ve viên sẽ được gạt dần xuống băng tải để đưa bán thành phẩm NPK từ máy vê viên về máy thùng quay Tại máy sấy thùng quay, NPK sẽ được sấy khô từ 8 – 10% độ ẩm xuống còn 1-2% đạt tiêu chuẩn độ ẩm, tăng độ bền cơ học của hạt Sau khi sấy xong, NPK được băng tải chuyển vào gầu nâng để đưa lên sàng rung phân loại, phân loại NPK theo 3 cỡ hạt Phần hạt có kích thước từ 2-5mm sẽ được đưa sang thiết bị làm nguội thùng quay để

NL chứa N

NL chứa P

NL chứa K

Bụi, CTR Bụi

Khí thải đốt nhiên liệu, bụi, amoniac

1 cyclon khô và 1 cyclon ướt

Bụi, Amoniac

Bụi, CTR

làm nguội sản phẩm NPK Phần hạt quá cỡ sẽ qua máy nghiền búa, qua băng tải hồi lưu về phểu chứa trung gian để trở lại quá trình ve viên hạt Phần hạt nhỏ hơn tiêu chuẩn sẽ rơi thẳng xuống băng tải thu hồi và cũng tuần hoàn lại theo đường trên Sau khi làm nguội , NPK được đưa cân điện tử của hệ thống đóng bao tự động NPK thành phẩm đóng bao được đưa qua các băng tải đưa về kho thành phẩm Trong khâu làm nguội thành phẩm có sử dụng một lượng nhỏ keo tạo bóng và phụ gia bọc áo để tránh kết dính, làm đẹp hạt sản phẩm và chống thoát ure

Dùng lò đốt dầu để cung cấp nhiệt cho thùng sấy quay, không khí ngoài trời sẽ được hòa với khí nóng của lò để đạt nhiệt độ yêu cầu

Khí mang bụi sau thùng sấy quay được xử lý qua một cyclon lắng bụi và một cyclon màng nước, sau đó thải ra ngoài Khí mang bụi tại các khâu sàng phân loại sau sấy, khâu đóng bao, các khâu khác cũng được xử lý bằng cyclon màng nước Nước thải quá trình rửa khí bằng cyclon màng nước sẽ được hồi lưu lại để cấp vào đĩa ve viên

ẩm và đưa xuống sàng để tách rác Ra khỏi sàng, nguyên liệu được nạp vào phễu chứa liệu cấp cho máy ép hạt Máy ép hạt dùng lực ép cơ học để ép phối liệu đã trộn thành

Phối liệu Trộn Gia ẩm

Khí thải, bụi Hồi lưu

1 Cyclon khô, 1 Cyclon màng

nước

dạng viên ép, không dùng chất lỏng làm trung gian và viên ép có chất lượng cao về cơ

lý, máy ép hạt bao gồm 2 công đoạn là ép sơ bộ và ép hạt thành phẩm Qua khỏi máy

ép, bán thành phẩm được băng cào vận chuyển nạp vào băng tải gầu đưa lên máy cắt cạnh Sau khi ra khỏi máy cắt cạnh, hạt sẽ được đưa qua sàng rung để tách hạt sản phẩm đạt yêu cầu và hạt mịn Hạt sản phẩm ra khỏi sàng sẽ được đưa vào máy bọc áo hạt giúp cho hạt có độ bóng nhờ hạt bán thành phần phẩm được trộn với dầu đánh bóng Hạt sản phẩm sau khi ra khỏi máy bọc áo hạt được đưa đi đóng bao và chuyển sang kho

Nguyên liệu sau sàng tạp chất và hạt mịn ra khỏi sàng phân loại sản phẩm được hồi lưu tại khâu gia ẩm để chuẩn bị quá trình tạo hạt sản phẩm lại Toàn bộ hệ thống được hút bụi nhờ hệ thống cyclon lắng bụi và cyclon màng nước

1.5 Nguyên vật liệu, năng lượng, máy móc thiết bị

v Nguyên vật liệu

Bảng 1.2: Nguyên vật liệu cho sản xuất phân bón

2 Diamon Phosphat ( DAP)

v Cung cấp điện năng

Điện cung cấp cho nhà máy gồm có: điện động lực, điện chiếu sáng và điện điều khiển cho hệ thống tự động

Định mức sử dụng điện cho sản xuất NPK là 15 kWh/ tấn SP, với công suất 600.000 tấn sp/năm thì lượng điện sử dụng khoảng 9.000.000kWh

Tổng công suất đặt của nhà máy : 3.000 KVA

Trong đó:

v Cung cấp nước

Nước dùng phun sương ve viên

Nước dùng bổ sung cho hệ thống khử bụi

Đối với dây chuyền trộn, lượng dầu DO sử dụng là 0,81 /tấn sản phẩm

Tổng lượng dầu DO cần cho sản suất là (200.000 tấn/năm x 9,5 lít/tấn) + (300.000 tấn/năm x 0,8 lít/tấn) + ( 50.000 tấn/năm x 8 lít/tấn) = 2.540.000 lít/năm

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 Mục đích của xử lý nước thải

Phải đảm bảo nước sau xử lý thải ra môi trường phải an toàn, không làm nguy hại

đến sức khỏe cộng đồng và không làm ô nhiễm các nguồn nước hoặc gây ra thiệt

hại cho môi trường

Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế để làm giảm một số thành phần trong nước

thải (giảm thiểu hoặc loại bỏ các vật liệu hữu cơ, chất rắn, chất dinh dưỡng (N,P),

các vi sinh vật gây bệnh và các chất ô nhiễm khác) tới mức chấp nhận theo quy định

của từng quốc gia Ở Việt Nam có quy chuẩn QCVN 24-2009

Các nguồn tiếp nhận của nước thải sau xử lí chủ yếu là sông suối, ao hồ Vì thế

nước thải sau khi xử lí phải đạt được nồng độ tới hạn, nghĩa là khi thải ra nguồn tiếp

nhận không làm cho các chất bẩn vượt quá ngưỡng mà sông suối, hồ, ao có khả

năng tự làm sạch

Tùy thuộc vào tính chất của từng loại nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải công

nghiệp, hỗn hợp nước thải sinh hoạt và công nghiệp) các phương pháp xử lý nước

thường được áp dụng là: phương pháp vật lý, hóa học và sinh học.Trong thực tế một

nhà máy xử lý nước thải thường kết hợp cả 3 phương pháp vật lý, hóa học, sinh học

hoặc xử lý riêng lẻ từng phương pháp

2.2 Phương pháp vật lý

Gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không thay đổi tính

chất hóa học và sinh học Xử lý nước bằng phương pháp vật lý nhằm nâng cao hiệu

quả cũng như chất lượng của quá trình xử lý tiếp theo Phương pháp vật lý thường rẻ

tiền, đơn giản, có hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao

Bảng 2.1: Các công trình trong phương pháp vật lý

1 Lưới chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng

2 Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn đồng

nhất

3 Bể điều hòa Điều hòa lưu lượng và tải trọng BOD, COD, SS

4 Khuấy trộn Khuấy trộn hóa chất và chất khí với nước thải, và giữ

cặn ở trạng thái lơ lửng

5 Tạo bông Giúp cho việc tập hợp các hạt cặn nhỏ thành các hạt cặn

lớn hơn để có thể tách bằng trọng lực

7 Tuyển nổi Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và cách hạt cặn có tỷ

trọng xấp xỉ bằng tỷ trọng của nước hoặc để nén bùn sinh học

8 Lọc Tách các hạt cặn lơ lửng sau quá trình xử lý sinh học

Bay hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nước thải

(Nguồn: Nguyễn Văn Sức , Giáo trình xử lý nước thải 2010)

2.2.1 Song chắn rác

Mục đích được dùng để loại các loại giấy rác, giẻ rách, đá, cây cỏ … có kích thước lớn ra khỏi nước thải Phương pháp này được xem là phương pháp đầu tiên trong xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học

Song chắn rác thường là những thanh đan, được xếp cạnh nhau và đặt chắn ngang dòng nước chảy Song chắn rác có loại cố định hoặc di động Cũng có khi, song chắn rác được đặt trong máy nghiền rác để tiện xử lý sau này SCR được được sử dụng các loại gỗ, tre làm song chắn rác, sau này người ta sử dụng song chắn rác bằng kim loại Kim loại làm song chắn rác có thể hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn

2.2.2 Lưới lọc

Trong nước thải có rất nhiều vật nhỏ lơ lững có kích thước nhỏ Để loại những chất

lơ lững này ngừơi ta dùng các loại lưới lọc Tùy thuộc vào điều kiện kinh tế và kích thước chất rắn lơ lững mà sử dụng các loại lưới lọc có kích thước khác nhau Thường thì sử dụng lưới có kích cỡ lỗ 3-5mm

2.2.3 Quá trình tuyển nổi

Trong nước thải có nhiều chất ở dạng rắn hoặc dạng lỏng phân tán không tan, khả năng lắng kém, các chất có tỉ trọng nhỏ hơn nước Phương pháp tuyển nổi là tách chúng ra khỏi pha lỏng Ưu điểm phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ và nhẹ lắng chậm trong một thời gian ngắn Khi các hạt này nổi trên bề mặt nước ta có thể dễ dàng vớt chúng bằng thiết bị vớt bột

Phương pháp tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục khí vào dịch nước thải Khi

đó các khí sẽ kết dính với các hạt của nước thải và sẽ kéo theo những hạt vật chất này theo bột khí nổi lên bề mặt

2.2.4 Quá trình lắng

Lắng là quá trình chuyển động của những loại tạp chất ở dạng huyền phù thô xuống dưới đáy bể dưới tác dụng của trọng lực Các loại bể lắng được thiết kế để lắng các hạt huyền phù dễ lắng: bể lắng cát, bể lắng cấp 1, bể lắng cấp 2

Bể lắng cát là loại các hạt cát ra khỏi nguồn nước, bể lắng cấp 1 loại những thành phần hữu cơ và những thành phần khác, còn bể lắng đợt 2 tách bùn sinh học ra khỏi bể lắng

2.2.5 Các phương pháp lọc và siêu lọc

Phương pháp lắng có nhiều ưu điểm nhưng cũng có nhiều nhược điểm là không thể tách được những hạt vật chất có kích thước nhỏ như bụi dầu mỡ bôi trơn Để tách những vật chất này người ta dùng tới kỹ thuật lọc Trong kỹ thuật lọc người ta dùng cát thạch anh, than cốc, than nâu, than gỗ Tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào nhiều vật liệu lọc và tính chất nước thải

2.3 Phương pháp hóa học

Gồm những quá tình dùng hóa chất và bể phản ứng nhằm nâng cao chất lượng của nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các công đoạn sau Phương pháp xử lý hóa học có hiệu quả cao nhưng đắt tiền và sinh ra các sản phẩm độc hại

2.3.1 Quá trình keo tụ- tạo bông

Keo tụ là phá vỡ độ bền và liên kết các hạt keo, bông tụ là tạo thành các hạt lớn từ các hạt nhỏ Để quá trình kẹo tụ xảy ra tốt hơn thường sử dụng các chất keo tụ và trợ keo tụ như Al2(SO4)3.14H2O, FeCl3, Fe2(SO4)3, FeSO4.7H2O, các chất điện ly tự nhiên như tinh bột, xenlulo, chitosan, chất điện ly tổng hợp từ các monome như polymine, sulphonate…, các chất trợ keo tụ như silicat hoạt hóa, các chất điện li

2.3.2 Trung hòa

Nước thải của một số ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất do các quá trình công nghệ có thể chứa các axit, bazơ có thể gây ăn mòn vật liệu, phá vỡ các quá trình sinh hóa và các công trình xử lý, đồng thời gây ra nhiều tác hại khác Do vậy cần thực hiện quá tình trung hòa nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý nước thải Các phương pháp trung hòa bao gồm: Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm Trung hòa dịch thải có tính axit, dùng các hóa chất kiềm như NaOH, KOH, Na2CO3, NH4OH hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như CaCO3, Dolomit…Trung hòa dịch thải có tính axit bởi axit hoặc khí axit

2.3.3 Quá trình oxy hóa- khử

Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa, trừ trường hợp các kim loại nặng như Zn, Cu, Pb, Co, Fe…được hấp thụ vào bùn hoạt tính Nhiều kim loại như Hg, As… là những chất độc, có khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxi hóa khử Có thể dùng các tác nhân oxy hóa như Cl2, H2O2, không khí, Ozon…Dưới tác dụng oxy hóa, các chất ô nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải

2.3.4 Phương pháp điện hóa

Cở sở của sự điện phân gồm 2 quá trình: oxy hóa ở anot và khử ở catot Xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa rất thuận lợi cho XLNT có lưu lượng nhỏ và ô nhiễm

do các chất hữu cơ và vô cơ đậm đặc

Ưu điểm của điện hóa : Không cần pha loãng sơ bộ nước thải, không cần tăng thành

phần muối của chúng, có thể tận dụng lại những thành phần quý có trong nước thải,

diện tích xử lý đòi hỏi nhỏ

Nhược điểm: Tốn kém năng lượng, phải tẩy sạch bề mặt điện cực khỏi tạp chất dính

bám

2.4 Phương pháp hóa lý

Kết hợp giữa phương pháp hóa học và vật lý, thường được áp dụng sau công đoạn

xử lý cơ học Phương pháp này bao gồm các quá trình hấp phụ, trao đổi ion, trích ly,

cô đặc, chưng cất, lọc ngược…Phương pháp hóa lý thường được áp dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan

Phương pháp này có những ưu điểm như sau: Loại các hợp chất hữu cơ không bị oxy hóa bởi các phương pháp sinh học, không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh,

có thể thu hồi các chất khác nhau, hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn

Hấp phụ là thu hút chất bẩn lên trên bề mặt của chất hấp phụ, phần lớn là chất hấp phụ rắn và có thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hoặc động Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất bị hấp phụ có thể được giải hấp và chuyển ngược vào nước thải Các vật liệu được sử dụng để hấp phụ là các vật liệu xốp tự nhiên hay nhân

tạo như tro, mẫu vụn than cốc, than bùn, silicagel, keo nhôm, đất sét hoạt tính… và các hợp chất này có khả năng tái sinh để sử dụng

2.4.1 Trao đổi ion

Các chất cấu thành pha rắn mà trên đó xảy ra sự trao đổi ion gọi là ionit Các ionit

có thể có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo, là các chất hữu cơ hoặc vô cơ và có thể được tái sinh để sử dụng lại Phương pháp trao đổi ion được sử dụng để loại bỏ các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Cd,Mn…Các hợp chất của As, P, CN…và các chất phóng xạ Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị với hiệu quả cao Trao đổi ion được ứng dụng rộng rãi để khử muối trong nước cấp

2.4.2 Trích ly

Phương pháp trích ly là một trong những phương pháp phổ biến nhất để xử lý nước thải chứa phenol và các chất hữu cơ khác như các loại axit béo.Thực chất của phương pháp này là sử dụng độ hòa tan của các chất bẩn trong dung môi nào đó, mà dung môi

đó lại không tan trong nước

Khi xử lý nước thải, quá trình trích ly được tiến hành theo nhiều bậc nối tiếp, và có quá trình hoàn nguyên chất trích ly Quá tình trích ly được thực hiện trong thiết bị trích

ly Để tăng hiệu suất trích ly theo toàn bộ chiều dài, chiều cao của thiết bị trích ly, người ta thường dùng phương pháp chuyển động ngược dòng một bậc hoặc nhiều bậc

2.5 Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy sinh hóa các hợp chất hữu cơ, biến các hợp chất có khả năng thối rữa thành các chất ổn định với sản phẩm cuối cùng là cacbonic, nước, metan và các chất vô cơ khác Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra làm hai loại: xử lý hiếu khí và xử lý yếm khí trên cơ sở có oxi hòa tan và không có oxy hòa tan Gồm các công trình xử lý sau:

2.5.1 Các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên

2.5.1.1 Hồ sinh học

Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và được áp dụng từ nhiều thập niên trước đây Với đặc tính gần gũi tự nhiện, hồ sinh học có những ưu và nhược điểm sau:

Ưu điểm: Không yêu cầu kĩ thuật cao,quy trình hoạt động đơn giản: nước thảià

loại bỏ cátàhồ ổn định à nước thải qua xử lý, Vốn đầu tư ít, chi phí vận hành rẻ tiền, quản lý đơn giản và vận hành mang lại hiệu quả tương đối cao, chi phí bảo trì trang

thiết bị ít

Nhược điểm: Thường chỉ thích hợp với những công trình xử lý có công suất lớn,

xây dựng hệ thống đòi hỏi phải có diện tích đất lớn

2.5.1.3 Hồ kị khí

Được sử dụng để XLNT có nồng độ chất hữu cơ cao và hàm lượng cặn cao trong điều kiện không có oxy hòa tan Độ sâu hồ phải lớn hơn 2,4 m và có thể đạt đến 9,1 m với thời gian lưu lượng dao động khoảng 20-50 ngày Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy ra dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thành CO2, CH4…, các axit hữu cơ và tế bào mới Hiệu suất của quá trình chuyển hóa BOD5 có thể đạt 70-85%

2.5.1.4 Hồ tùy nghi

Hồ ổn định nước thải trong đó tồn tại cả 3 dạng vi sinh vật hiếu khí, kị khí và tùy tiện Đây là sự kết hợp song song giữa quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có trong nước và phân hủy kỵ khí các chất cặn lắng dưới đáy hồ Hồ tùy nghi được chia làm 3 vùng: vùng trên là hiếu khí, vùng giữa là vùng tùy nghi, vùng đáy là vùng thiếu khí Hồ có chiều sâu khoảng 1-1,5m

Hồ ổn định bậc III: Nước thải sau khi xử lý cơ bản chưa đạt chuẩn thì qua xử lý bậc III Công trình xử lý bậc III kết hợp với nuôi bèo thả cá

2.5.1.5 Phương pháp xử lý qua đất

Khi lọc nước thải qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ giữ lại trên cùng Những chất này tạo thành một màng gồm nhiều VSV bao bọc trên bề mặt đất, màng này sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải Những vi sinh vật sẽ sử dụng oxy không khí qua các khe hở đất và chuyển hóa chất hữu cơ thành hợp chất khoáng

2.5.2 Công trình xử lý sinh học hiếu khí

Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí có 2 quá trình cơ bản sau: Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lửng và xử lý sinh trưởng bám dính

2.5.2.1 Bể phản ứng sinh học hiếu khí (Aerotank)

Bể aerotank hoạt động dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lửng Quá trình XLNT bằng bùn hoạt tính dựa trên hoạt động sống của VSV hiếu khí Trong bể Aerotank, các chất

lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và lớn dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các hợp chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô

số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Các vi sinh vật đồng hóa các chất hữu cơ trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống Trong quá trình phát triển các vi sinh vật sử dụng các chất để sinhn sản và sinh năng lượng , nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh Như vậy các chất hữu cơ trong nước thải được chuyển hóa thành các chất vô cơ không độc hại cho môi trường

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí có thể mô tả bằng sơ đồ sau:

(CHO)nNS +O2à CO2 +H2O +NH4+ + H2S + Tế bào vi sinh vật +…+∆H

2.5.2.2 Bể bùn hoạt tính truyền thống (CAS)

Trong bể CAS hình chữ nhật có dòng bùn ra và dòng tuần hoàn RAS bổ sung ở một phía, dung dịch được trộn ở phía đối diện, dòng chảy được phân bố gần như dòng chảy đều, thời gian lưu phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài và chiều rộng bể Trong bể CAS nước thải được trộn đều bằng các thiết bị sục khí Thời gian lưu nước điển hình từ 4-8 giờ, thời gian lưu bùn từ 3-8 ngày

2.5.2.3 Bể bùn hoạt tính nạp từng bậc (SFAS)

Sự khác biệt của CAS và SFAS là nước thải được nạp vào các vị trí dọc theo thành

bể sục khí Do đó nồng độ nước thải được phân bố đều trong toàn bộ bể phản ứng

Bể đơn hẹp với dòng vào bổ sung ở một số điểm dọc theo chiều dài của bể

Hình 2.1 Bể hẹp với dòng vào được nạp vào mỗi bể

2.5.2.4 Bể bùn hoạt tính tiếp xúc ổn định (CSAS)

Đối với quá trình CSAS, bể sinh học được chia thành 2 vùng :(i) vùng tiếp xúc, tại

đó chất hữu cơ bị loại khỏi nước thải; (ii) vùng ổn định, tại đó ổn định chất hữu cơ bằng sục khí bùn tuần hoàn từ bể lắng trong Nồng độ MLSS trong bể ổn định tương đối cao cho nên tổng thể tích của bể sẽ nhỏ hơn CAS trong khi đó thời gian lưu bùn SRT giống nhau Cho nên bể CSAS được sử dụng để thay thế quá trình CAS thường

có thể tích lớn Thời gian lưu nước phụ thuộc vào dòng bùn tuần hoàn RAS đối với vùng tiếp xúc và vùng ổn định từ 0,5 đến 2 giờ và từ 4-6 giờ tương ứng

Q W

Q W

Bể lắng đợt một Bể tiếp xúc

Q

2.5.2.5 Bể bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn chỉnh (CMAS)

Bể CMAS được cải tiến từ quá trình truyền thống CAS để xử lý nước thải công nghiệp có độ ô nhiễm cao Trong quá trình CAS, nồng độ của chất hữu cơ ở lối vào gây sốc cho hoạt động của vi sinh vật dẫn đến làm hạn chế hoạt động của quá trình Điều này có thể khắc phục trong quá trình CMAS Mặt khác, trong CMAS nồng độ chất hữu cơ có khả năng phân rã được duy trì ở mức thấp bởi sự phân bố đồng nhất của dòng vào theo chiều dài của bể phản ứng

Hình 2.3. Quy trình hoạt động của bể khuấy trộn hoàn chỉnh Quá trình CMAS, sử dụng hệ thống sục khí khuếch tán; trộn hoàn chỉnh đạt được bởi sự phân bố dòng vào dọc theo một phía của bể; dòng ra được thu ở phía đối diện

(Nguồn: Nguyễn Văn Sức – Giáo trình xử lý nước thải) 2.5.2.6 Quá trình sục khí kéo dài

Sục khí kéo dài trong quá trình bùn hoạt tính khuấy trộn hoàn chỉnh được vận hành

ở thời gian lưu nước tương đối dài (tr = 16-24 hoặc 36h) và tuổi bùn cao (20-30 ngày) Đặc trưng của quá trình là thời gian sục khí kéo dài, nồng độ MLSS cao, tốc độ bùn tuần hoàn RAS lớn và bùn thải hoạt tính ít Sục khí kéo dài thường được xử lý trong các nhà máy XLNT nhỏ như ở trường học, khu dân cư, công viên…Dòng thải vào hệ thống chỉ cần qua lưới chắn rác, và bể lắng cát mà không cần bể lắng đợt 1 Hệ thống

sục khí kéo dài cho phép nhà máy hoạt động có hiệu quả trong vùng rộng của lưu lượng nước thải và sự thay đổi lớn tải trọng chất hữu cơ

Hình 2.4. Quá trình sục khí kéo dài

2.5.2.7 Quá trình bùn hoạt tính mẻ kế tiếp (SBRAS)

Hoạt động bên trong của 1 bể SBRAS có 5 bước kế tiếp nhau: nạp đầy nước thải, phản ứng, lắng, rút nước, thải bùn Chu trình thời gian SBRAS thay đổi từ 4-48 giờ với tuổi bùn từ 15-18 ngày Tỉ lệ F/M thay đổi theo sự thay đổi của chu trình thời gian và thường có giá trị nằm trong khoảng từ 0,03 đến 0,18 Ưu điểm của quá trình SBRAS là không cần tuần hoàn lại bùn

▪ Thuận lợi trong áp dụng

▪ Giá vận hành và vốn đầu tư trung bình

Q w

Bùn hoạt tính nạp

từng bậc (SFAS)

▪ Giảm bể sinh học so với CAS

▪ Giảm giá thành đầu tư so với

▪ Thiết kế và vận hành đơn giản

▪ Chịu được nhiều hơn sốc tải do chất độc so với các quá trình khác

▪ Áp dụng trong vùng rộng các tải trọng khác nhau

▪ Giá đầu tư và vận hành trung bình

▪ Dễ bị ảnh hưởng do sự phát triển của vi sinh vật dạng sợi

Bùn hoạt tính bể

gián đoạn kế tiếp

(SBRAS)

▪ Thiết kế và hoạt đông đơn giản

▪ Nước sau xử lý có chất lượng cao

▪ Đặc tính của quá trình vận hành có khả năng điều chỉnh bởi sự điều chỉnh các chu kỳ họat động

▪ Thải không liên tục

▪ Thể tích bể tương đối lớn

2.5.2.8 Lọc sinh học - dựa trên quá trình sinh trưởng lơ lửng

Đây là công trình được thiết kế nhằm phân hủy các vật liệu hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình oxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc được bao phủ bởi lớp màng vi sinh vật Màng sinh học hiếu khí là một hệ vi sinh vật tùy tiện Vi sinh vật trong màng sinh học sẽ oxy hóa các hợp chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh

dưỡng và năng lượng Như vậy chất hữu cơ tách ra khỏi nước, còn khối lượng của màng sinh học tăng lên Màng vi sinh chết được cuốn trôi theo nước và đưa ra khỏi thiết bị lọc sinh học

Ưu điểm của lọc sinh học: Khởi động nhanh, có khả năng loại bỏ những cơ chất

phân hủy chậm, khả năng chịu biến động về nhiệt độ và tải trọng ô nhiễm, sự đa dạng về thiết bị xử lý, hiệu quả cao đối với nước thải có nồng độ ô nhiễm thấp

Nhược điểm: Không có khả năng điều khiển sinh khối, tốc độ làm sạch bị hạn chế

bởi quá tình khuếch tán: vật liệu làm giá thể phải có diện tích bề mặt riêng lớn Thêm vào đó vận tốc chảy trên bề mặt màng phải đủ lớn

2.5.2.9 Lọc nhỏ giọt

Nước thải trong lọc nhỏ giọt được phân bố trên vùng bề mặt của bể lọc chứa vật liệu nhồi.Tuần hoàn không khí trong không gian trống hoặc bằng gió lùa tự nhiên hoặc bằng máy thổi khí để cung cấp oxy cho vi sinh vật phát triển thành lớp biofilm bám dính Quá trình hình thành lớp biofilm trong lọc nhỏ giọt được mô tả như sau:

Trong thời gian vận hành, các vật liệu hữu cơ có trong nước thải bị chuyển hóa bởi sinh khối (biomass) bám dính vào môi trường Chất lỏng đặc sinh học tăng trưởng dày lên khi các chất hữu cơ được tách ra từ dòng nước thải sau đó được sử dụng để tổng hợp thành tế bào mới

Độ dày của lớp hiếu khí giới hạn bởi độ thấm sâu của oxy vào lớp vi sinh vật

Vi sinh vật ở gần bề mặt môi trường chuyển thành pha hô hấp nội bào khi chất nền được chuyển hóa trước khi có thể đến tới gần bề mặt môi trường do độ dày của lớp nhớt tăng lên và mất khả năng bám dính vào bề mặt môi trường Chất lỏng sau đó rửa lớp nhớt khỏi môi trường và lớp nhớt mới bắt đầu hình thành Hiện tượng mất lớp nhớt được gọi là bong tróc

Lớp bong tróc và nước thải xử lý được thu bằng đường cống thoát phía dưới dẫn vào bể lắng để tách pha lỏng rắn