(Luận văn thạc sĩ) chuyên đề nhiệm vụ của bể lắng trong công nghệ xử lý nước thải min

MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH SÁCH HÌNH iv MỞ ĐẦU PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH LẮNG CỦA BỂ LẮNG NGANG I.1 Lắng động hạt riêng lẻ (không keo tụ) I.2 Lắng động hạt có keo tụ I.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lắng PHẦN II: NHIỆM VỤ CỦA BỂ LẮNG ĐỢT I (BỂ LẮNG SƠ CẤP) VÀ BỂ LẮNG ĐỢT II (BỂ LẮNG THỨ CẤP) TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI II.1 Nhiệm vụ bể lắng .9 II.2 Nhiệm vụ bể lắng .9 PHẦN III: CÁC LOẠI BỂ LẮNG .9 III.1 Phân loại bể lắng a Theo hướng chuyển động nước b Theo vị trí chức công nghệ xử lý .9 III.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động loại bể lắng a Theo hướng chuyển động nước b Theo vị trí chức cơng nghệ xử lý .15 III.3 Các trình kết hợp 16 III.4 Một số công trình xử lý nước thải .18 a Quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà phường Hiệp Bình Phước – Cơng ty CP Bất động sản Đơng Sài Gịn, quận Thủ Đức, TP.HCM, công suất 280 m3/ngày 18 b Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất gạch thạch Công ty Cổ phần Quốc tế Pancera, KCN Gò Dầu, xã Phước Thái, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai, công suất: 240 m3/ngày 21 c Quy trình công nghệ xử lý nước thải trại chăn nuôi gà thịt thương phẩm - Công ty CP Chăn nuôi Phú Ngọc, công suất: 10 m3/ngày .22 Bể điều hòa: .23 Bể lắng đứng: 23 Khử trùng online: 23 Bể chứa bùn: 23 Hồ sinh học: .23 d Quy trình công nghệ xử lý nước thải ngâm hạt tiêu, công suất: 15 m3/ngày.đêm 24 Trang i Luan van thac si PHẦN IV: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ LẮNG ĐỨNG VẼ MẶT BẰNG VÀ MẶT CẮT CỦA BỂ 27 IV.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bể lắng đứng 27 IV.2 Mặt mặt cắt bể lắng đứng .29 29 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 Trang ii Luan van thac si DANH SÁCH HÌNH Hình 1: bể lắng ngang Hình 2: bể lắng ngang 10 Hình 3: bể lắng ly tâm 11 Hình 4: bể lắng hướng tâm 12 Hình 5: bể lắng với tầng cặn lơ lửng 13 Hình 6: bể lắng kiểu hành lang 15 Hình 7: Kết hợp trộn, phản ứng, tạo lắng cặn 17 Hình 8: Kết hợp bể aerotank bể lắng bể đơn 18 Hình 9: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà phường Hiệp Bình Phước, cơng suất 280 m3/ngày 19 Hình 10: Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất gạch thạch anh, công suất: 240 m3/ngày 21 Hình 11: Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải trại chăn nuôi gà thịt thương phẩm, công suất: 240 m3/ngày 22 Hình 12: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ngâm hạt tiêu, công suất 15 m3/ngày 24 Hình 13: bể lắng đứng 27 Hình 14: bể lắng đứng 3D 28 Hình 15: Mặt bể lắng đứng .29 Hình 16: Mặt cắt bể lắng đứng 29 Trang iii Luan van thac si MỞ ĐẦU Nước đóng vai trị định hoạt động sống tồn sinh vật Trái Đất (con người, động – thực vật) phát triển kinh tế xã hội Trong thể người nước chiếm tới 70% trọng lượng Hàng ngày người cần tối thiểu 60 - 80 lít, tối đa khoảng 150 - 250 lít nước cho sinh hoạt; riêng lượng nước ăn uống vào thể tới - lít ngày Nước cịn cần cho hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, thương mại dịch vụ người Thế nhưng, bùng nổ dân số với tốc độ thị hóa, cơng nghiệp hóa nhanh chóng tạo sức ép lớn tới môi trường sống Việt Nam Đặc biệt, nguồn nước ngày trở nên thiếu hụt ô nhiễm Vì cần phải có chiến lược biện pháp sử dụng, bảo vệ nguồn nước cách hợp lý Một biện pháp quan trọng chiến lược bảo vệ nguồn nước xử lý nước thải Bởi q trình xử lý nước thải khơng loại bỏ chất nhiễm có nước thải đến mức thấp mà tái tạo nguồn nước Quá trình xử lý nước thải thực nhiều biện pháp khác phụ thuộc vào thành phần, tính chất, nồng độ lưu lượng nước thải Và tiểu luận này, nhóm xin trình bày cơng trình đơn vị xử lý nước thải phương pháp học chuyên đề “nhiệm vụ bể lắng công nghệ xử lý nước thải” Trang Luan van thac si PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH LẮNG CỦA BỂ LẮNG NGANG Lắng giai đoạn làm sơ trước đưa vào bể lọc để hồn thành q trình làm nước Trong cơng nghệ xử lý nước q trình lắng bể lắng ngang nước chuyển động theo chiều ngang từ đầu đến cuối bể diễn phức tạp chủ yếu lắng trạng thái động (trong trình lắng, nước ln chuyển động) hạt cặn khơng tan nước tập hợp hạt không đồng (kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) khơng ổn đinh (ln thay đơỉ hình dạng, kích thước trình lắng dùng chất keo tụ) Bể lắng giữ lại tạp chất thô, không tan, chủ yếu dạng hữu Chất vô dạng hạt riêng biệt rõ rệt, phần tử hữu dạng khác nhau, trọng lượng riêng nhỏ q trình lắng bơng cặn diễn phức tạp Khi lắng, mặt diễn tượng dính kết tăng kích thước, trọng lượng thể tích lắng tăng lên Nguyên nhân chính: keo tụ trọng lực, va chạm, dính kết phần tử tích lắng kích thước khác Mặt khác phần tử bị phá vỡ, tách ra, lắng chậm không lắng mà lơ lửng trọng lượng riêng Trong nước thải không lắng cá biệt mà tập hợp nhiều bơng cặn Thể tích lắng, hiệu suất lắng phụ thuộc vào hàm lượng cặn ban đầu (hàm lượng cao hiệu suất lắng % cao) Hình 1: bể lắng ngang Ghi chú: Trang Luan van thac si I.1 Lắng động hạt riêng lẻ (không keo tụ) Là phương pháp lắng dịng chảy liên tục, q trình thường gặp bể lắng sơ xử lý nước cấp độ đục cao hay bể lắng cát xử lý nước thải Quá trình lắng động hạt riêng lẻ bể lắng ngang tồn vùng riêng biệt: vùng lắng, vùng chứa cặn, vùng phân phối, vùng thu nước  Vận tốc dòng chảy tốc độ rơi hạt cặn: v0 = Q B.H U0 = Q Q = , đó: F B.L + vo: vận tốc dòng chảy ngang bể lắng ngang(tốc độ chuyển động dòng nước)(m/s) + Uo: tốc độ rơi hạt cặn (m/s)    Tải trọng bề mặt: q = Q Q = = u (m3/m2.h) F BxL Hạt cặn lắng lại tách khỏi nước vận tốc thực ≥ vận tốc lắng giới hạn (tải trọng bề mặt) Để hạt cặn lắng được: t2 ≤ t1 H L ≤ u v0 Trang Luan van thac si  H BxHxL ≤ u Q  1 ≤ u q  u≥q= Q BxL  Vận tốc lắng tương đương tải trọng bề mặt: vận tốc lắng giới hạn vso  Hạt cặn lắng lại (và tách khỏi nước) vận tốc lắng thực ≥ vận tốc lắng giới hạn (tải trọng bề mặt) - Tất hạt cặn lắng xuống - Tất hạt cặn lắng xuống - Một số hạt cặn lắng xuống  Hiệu lắng: tỷ lệ với u theo Camp vs0 Hiệu lắng = cặn có u ≥ vso + phần cặn có u < vso Lắng hoàn toàn Lắng phần  Hiệu lắng phụ thuộc vso (q) tức phụ thuộc vào diện tích bề mặt bể lắng (F) mà khơng phụ thuộc vào chiều cao bể lắng Trang Luan van thac si Giảm nửa chiều cao lắng không làm thay đổi hiệu lắng Tăng diện tích bề mặt lắng làm cho hiệu lắng tăng lên I.2 Lắng động hạt có keo tụ  Q trình lắng hạt có khả keo tụ (cặn sau dung chất keo tụ chất kết dính tự nhiên) khác với q trình lắng hạt tự do: - Các hạt va chạm với trình lắng, hấp phụ kết dính tạo thành hạt có kích thước lớn vận tốc lắng tăng dần - Các bơng keo tụ lắng, gây hiệu ứng “quét” mà bơng lớn có khả hấp phụ kéo theo hạt cặn nhỏ lắng mà hạt này, điều kiện tự do, lắng chậm - Theo chiều sâu bể, cặn lớn dần lên, lực ma sát ngược chiều với chuyển động hạt tăng lên, tỷ lệ với kích thước bơng cặn Khi bơng cặn lớn lên kích thước định, lực kéo đủ lớn để phá vỡ bơng cặn khiến khơng thể to Từ lúc vận tốc lắng khơng đổi hiệu lắng khơng tăng, dù thời gian lắng dài - Để hạt cặn lắng được: u ≥ vo u tăng dần theo chiều sâu bể nên ảnh hưởng vo ngày giảm dần U < Uo  Nếu trình keo tụ xảy thuận lợi, gần toàn hạt cặn có tốc độ lắng U < Uo = H t sau dính kết với lắng xuống o  So với cặn tự nhiên, hiệu lắng cặn keo tụ cao  Tốc độ lắng cặn không phụ thuộc vào diện tích mặt bể mà cịn phụ thuộc chiều sâu lắng H thời gian nước lưu lại t o = H u o Trang Luan van thac si I.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lắng  Sự khác biệt mật độ dòng chảy nhiệt độ Nước đưa vào bể có nhiệt độ cao nhiệt độ nước bể dòng” xuất hiệu lắng giảm tượng “ngăn Nước đưa vào bể có nhiệt độ thấp nhiệt độ nước bể xuống đáy bể lên phần cuối bể kèm theo hạt cặn hiệu lắng giảm Khi chênh lệch ≈ 2oC  hiệu lắng giảm rõ rệt Ảnh hưởng dòng chảy rối Trang Luan van thac si Chế độ chảy bể đặc trưng số Re + Re < 2000: chảy tầng(lắng tốt) + Re > 2000: chảy rối(lắng kém) Re = v R o η vo : tốc độ chuyển động theo phươngg ngan (m/s) R: bán kính thủy lực bể lắng(m) η: độ nhớt động học nước(m2/s) Bể lắng ngang chữ nhật: Re = Q η B + 2H Bể lắng ngang hình trịn: Re =  Q η 2.π r Ảnh hưởng tượng ngắn dòng Dòng chảy coi ổn định bể khơng có “ dòng ngắn” xuất Dòng ngắn: chuyển động ngang nước bể khơng đều, tạo xốy nước, vùng chết, vùng đối lưu làm giảm hiệu lắng Nguyên nhân: + Ma sát thành bể dòng chảy + Phân phối nước vào bể không tồn diện tích bể + Chênh lệch nhiệt độ nồng độ cặn lớp mặt lớp đáy + Gió thổi mạnh + Thu nước từ bể khơng tồn diện tích bể Trang Luan van thac si - Nhiệm vụ: dùng để lắng cặn vi sinh, bùn làm nước trước thải nguồn tiếp nhận Chính thế, thiếu bể lắng làm cho nước khó lọc đầu không đạt chuẩn - Cấu tạo: dạng bể ngang thu nước cuối Đường kính bể khơng 10m Tỷ số đường kính chiều cao bể D/H = 1,5 - - Nguyên lý hoạt động: nước dẫn qua buồng phân phối đầu bể lắng sau qua lỗ vách ngăn chảy qua vùng lắng, phản ứng oxy hóa tiếp tụcxảy tạo kết tủa lắng xuống đáy bể lắng với cặn vôi, nước sau đitừ đầu bể đến cuối bể qua lỗ thu ống thu nước bề mặt máng thunước cuối dẫn vào mương thu nước phân phối nước vào bể lọc Cặn lắng định kỳ xả áp lực thủy tĩnh qua giàn ống thu xả cặn Dòng nước chứa cặn chảy qua bể Dưới tác động trọng lượng cặn, hạt lắng xuống đáy bể Quá trình lắng dựa vào tỷ trọng nước, chất rắn lơ lửng chất thải mà loại bỏ Bùn vừa đẩy lên vừa lắng xuống tác động lực đẩy Archimedes lực hút Theo phương chuyển động bể mà chia bể thành dạng bản: lắng ngang, lắng đứng lắng ly tâm - Vị trí: đứng sau cơng trình xử lý sinh học (aerotank) trước bể lọc, bể khử trùng - Ứng dụng: thích hợp với trạm XLNT có cơng suất < 10.000 m3/ngày đêm III.3 Các q trình kết hợp - Đối với số hệ thống xử lý nước, người ta thường kết hợp đồng thời q trình trộn nhanh, tạo bơng lắng cơng trình xử lý (hợp khối cơng trình) nhằm tiết kiệm mặt bằng, lượng, tiết kiệm chi phí đầu tư quản lý vận hành - Một số cơng trình kết hợp gồm có: + Bể tạo bể lắng + Bể tiếp xúc chất rắn điển hình với kết hợp đồng thời ba q trình: trộn nhanh, tạo bơng, lắng bể đơn (ví dụ bể lắng xốy có hình cone, Hình 8) Trang 16 Luan van thac si Hình 7: Kết hợp trộn, phản ứng, tạo lắng cặn Trang 17 Luan van thac si + Bể aerotank bể lắng bể đơn Hình 8: Kết hợp bể aerotank bể lắng bể đơn III.4 Một số cơng trình xử lý nước thải a Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà phường Hiệp Bình Phước – Cơng ty CP Bất động sản Đơng Sài Gịn, quận Thủ Đức, TP.HCM, cơng suất 280 m3/ngày Nước thải Song chắn rác Hợp đồng xử lý CTR c Bể thu gom Bể điều hòa Bùn tuần hồn Máy thổi khí Váng dầu mỡ Bể sinh học thiếu khí Máy thổi khí Bể sinh học hiếu khí Bể lắng Chlorine Bùn Bể tách bùn Bể khử trùng Bể nén bùn Sơng Vĩnh Bình Máy ép bùn (đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột B) Polymer Bùn khô Hợp đồng xử lý Trang 18 Luan van thac si Hợp đồng xử lý Nước sau tách bùn Bể tách dầu mỡ Hình 9: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà phường Hiệp Bình Phước, cơng suất 280 m3/ngày Thuyết minh quy trình xử lý: Song chắn rác Tại nước thải qua song chắn rác để tách bỏ rác, nước thải sau dẫn vào bể thu gom Rác thu gom xử lý chung với chất thải rắn sinh hoạt dự án Bể thu gom Bể thu gom có nhiệm vụ tiếp nhận, trung chuyển nước thải tận dụng cao trình cơng trình đơn vị phía sau Nước thải từ bể thu gom bơm nước thải bơm qua bể tách dầu mỡ Bể tách dầu mỡ Do nước thải sinh hoạt dự án có chứa hàm lượng dầu mỡ cao, khơng có biện pháp xử lý thích hợp ức chế hoạt động vi sinh vật, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước đầu sau xử lý Ngoài ra, lượng dầu mỡ bám vào thành ống dẫn nước gây tắc nghẽn ống nước Do đó, nhiệm vụ bể tách mỡ tách giữ dầu mỡ lại bể trước dẫn vào hệ thống xử lý làm giảm q trình xử lý sinh học phía sau Dầu mỡ tách định kỳ thu gom chứa thùng chứa chuyên dụng, chủ dự án hợp đồng với đơn vị có chức để xử lý theo quy định chung với loại chất thải nguy hại khác phát sinh từ hoạt động dự án Bể điều hòa Bể điều hòa nơi tập trung nguồn nước thải thành nguồn đồng thời để chứa cho hệ thống hoạt động liên tục Do tính chất nước thải dao động theo thời gian ngày, (phụ thuộc nhiều vào yếu tố như: nguồn thải thời gian thải nước) Vì vậy, bể điều hịa cơng trình đơn vị thiếu HTXLNT Đặc biệt nước thải dự án Bể điều hịa có nhiệm vụ điều hịa lưu lượng nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định liên tục cho cơng trình xử lý, tránh tượng hệ thống xử lý bị tải Nước thải bể điều hịa sục khí liên tục từ máy thổi khí hệ thống đĩa phân phối khí nhằm tránh tượng yếm khí đáy bể Nước thải sau bể điều hòa bơm qua bể sinh học thiếu khí (Anoxic) Bể sinh học thiếu khí (Anoxic) Nước thải từ bể điều hòa bơm nước thải bơm qua bể sinh học thiếu khí Anoxic theo hướng từ lên Bể sinh học có có nhiệm vụ khử Nitơ Các vi khuẩn diện nước thải tồn dạng lơ lửng tác động dịng chảy Vi sinh thiếu khí phát triển sinh khối cách lấy chất ô nhiễm làm thức ăn Nước thải sau qua bể Anoxic tự chảy sang Bể sinh học hiếu khí (Aerotank) để tiếp tục xử lý Bể sinh học hiếu khí (Aerotank) Bể xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng cơng trình đơn vị định hiệu xử lý hệ thống phần lớn chất gây nhiễm có nước thải xử lý Các vi khuẩn diện nước thải tồn dạng lơ lửng Các vi sinh hiếu khí tiếp nhận ơxy chuyển hố chất hữu thành thức ăn Trong mơi trường hiếu khí (nhờ O2 sục vào), vi sinh hiếu khí tiêu thụ chất hữu để phát triển, tăng sinh khối làm giảm tải lượng ô nhiễm nước thải xuống mức thấp Trang 19 Luan van thac si Nước thải sau qua bể Aerotank mang theo lượng bùn lơ lửng tiếp tục chảy qua bể lắng Bể lắng Bể lắng có nhiệm vụ lắng bơng bùn vi sinh từ q trình sinh học tách bơng bùn khỏi nước thải Nước thải từ bể sinh học hiếu khí (Aerotank) dẫn vào ống phân phối nhằm phân phối tồn mặt diện tích ngang đáy bể Ống phân phối thiết kế cho nước khỏi ống lên với vận tốc chậm (trong trạng thái tĩnh), bơng cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn thắng vận tốc dòng nước thải lên lắng xuống đáy bể lắng Bùn dư lắng đáy bể lắng tách dẫn qua bể tách bùn Nước thải sau lắng bùn chảy tràn qua máng thu nước dẫn qua bể khử trùng Bể khử trùng Nước thải sau xử lý phương pháp sinh học chứa khoảng 10 ÷ 106 vi khuẩn 100 ml, hầu hết loại vi khuẩn tồn nước thải vi trùng gây bệnh, khơng loại trừ số lồi vi khuẩn có khả gây bệnh Khi cho Chlorine vào nước, tác dụng chảy rối cấu tạo vách ngăn bể hóa chất Chlorine có tính oxi hóa mạnh khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật gây phản ứng với men bên tế bào vi sinh vật làm phá hoại trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt Nước thải sau qua hệ thống xử lý thải vào sơng Vĩnh Bình Bể tách bùn Tiếp nhận lượng bùn sinh từ đáy bể lắng Tại đây, phần bùn bơm tuần hoàn bể sinh học hiếu khí bể sinh học thiếu khí, phần bùn dư bơm bể nén bùn Bể nén bùn Bể nén bùn có nhiệm vụ tập trung lượng bùn dư sinh từ trình sinh học, nhằm loại bỏ lượng nước trước bơm qua máy ép bùn Phần nước sau tách bùn tuần hoàn trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý Máy ép bùn Máy ép bùn sử dụng để ép bùn (sử dụng hóa chất polymer để trợ lắng máy ép bùn) Phần nước từ máy ép bùn tuần hoàn trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý Bùn khơ chủ dự án chứa bao bì chuyên dụng hợp đồng với đơn vị có chức mang nơi khác để xử lý theo quy định Hiệu xử lý: Nước thải sau qua hệ thống xử lý nước thải đạt QCVN 14:2008 (cột B, K=1,0) Lượng nước thải: 261,8 m3/ngày Trang 20 Luan van thac si b Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất gạch thạch - Cơng ty Cổ phần Quốc tế Pancera, KCN Gị Dầu, xã Phước Thái, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai, cơng suất: 240 m3/ngày Nước thải sản xuất Sục khí Bể chứa nước thải PAC/ phèn sắt/ phèn nhôm Bể phản ứng Polymer Bể phản ứng Nước tách bùn bùn Bể lắng Bể chứa nước sau xử lý Bể nén bùn Polymer Máy ép bùn khung Bùn thải Hợp đồng xử lý Tái sử dụng cho sản xuất Hình 10: Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất gạch thạch anh, công suất: 240 m3/ngày Thuyết minh quy trình xử lý: Nước thải sản xuất theo đường ống thu gom tập trung bể chứa nước thải Sau đó, nước thải bơm qua bể phản ứng, bể lắng cơng trình đơn vị khác hệ thống xử lý nước thải trước tái sử dụng lại cho hoạt động sản xuất Bể chứa nước Là cơng trình chuyển tiếp điểm phát sinh nước thải trạm xử lý Bể chứa nước có nhiệm vụ tiếp nhận, trung chuyển tận dụng cao trình cơng trình đơn vị phía sau Tại bể chứa, cho máy sục khí nhằm sáo trộn nước thải tránh bị vón cục Nước thải từ bể chứa nước bơm nước thải bơm lên qua bể phản ứng Bể phản ứng Tại bể phản ứng cho hóa chất keo tụ (PAC/phèn nhôm/phèn sắt) vào Sau qua bể phản ứng 1, nước thải tiếp tục bơm qua bể phản ứng Tại bể phản ứng cho hóa chất trợ lắng (polymer) vào Nước thải hóa chất trộn hồn tồn với tạo thành bơng cặn Nhờ có chất trợ keo tụ mà bơng cặn hình thành kết dính với tạo thành bơng cặn lớn có tỉ trọng lớn tỉ trọng nước nhiều lần nên dễ lắng xuống đáy bể tách khỏi dòng nước thải Trang 21 Luan van thac si Thiết bị lắng Sau qua bể phản ứng, nước thải tiếp tục bơm lên bể lắng để lắng tiếp tục Sau qua lắng, chất cặn lắng lại, nước bơm vào bể chứa nước để tái sử dụng vào trình sản xuất nhà máy Bể nén bùn Bùn tách bể lắng cho vào bể nén bùn (cho hóa chất trợ lắng polymer vào bể nén bùn) qua máy ép bùn để tách nước Nước tách thu gom vào bể chứa nước thải Bùn thu hồi (khoảng tuần/lần) dự án hợp đồng với đơn vị có chức thu gom, vận chuyển mang nơi khác để xử lý Công suất thiết kế: 240 m3/ngày Lượng nước thải: 213 m3/ngày c Quy trình công nghệ xử lý nước thải trại chăn nuôi gà thịt thương phẩm Công ty CP Chăn nuôi Phú Ngọc, công suất: 10 m3/ngày NƯỚC NƯỚC THẢI THẢI TỪ TỪ BỒN BỒN CẦU CẦU BỂ BỂ TỰ TỰ HOẠI HOẠI NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHÁC (TẮM GIẶT, RỬA TAY CHÂN…) NƯỚC THẢI VỆ SINH CHUỒNG TRẠI NƯỚC THẢI KHỬ TRÙNG PHƯƠNG TIỆN VẬN CHUYỂN SONG SONG CHẮN CHẮN RÁC RÁC Nước sau BỂ BỂ ĐIỀU ĐIỀU HÒA HÒA tách bùn Nước tuần hồn Máy nén khí Hóa chất Trợ lắng Son g chắ n rác BỂ BỂ SINH SINH HỌC HỌC HIẾU HIẾU KHÍ KHÍ BỂ BỂ LẮNG LẮNG ĐỨNG ĐỨNG Bùn BỂ BỂ CHỨA CHỨA BÙN BÙN Bùn thải Hóa chất khử trùng KHỬ KHỬ TRÙNG TRÙNG ONLINE ONLINE HỢP ĐỒNG XỬ LÝ Hồ sinh học Nguồn tiếp nhận Hình 11: Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải trại chăn nuôi gà thịt thương phẩm, công suất: 240 m3/ngày Trang 22 Luan van thac si Thuyết minh quy trình xử lý: Bể điều hịa: Bể điều hòa nơi tập trung nguồn nước thải thành nguồn đồng thời để chứa nước thải cho hệ thống hoạt động liên tục Mục đích: tính chất nước thải dao động theo thời gian ngày (phụ thuộc nhiều vào yếu tố như: nguồn thải thời gian thải nước) Vì vậy, bể điều hịa cơng trình đơn vị khơng thể thiếu trạm xử lý nước thải nào, đặc biệt nước thải vệ sinh chuồng trại nước thải sinh hoạt Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hịa lưu lượng nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định liên tục cho cơng trình xử lý, tránh tượng hệ thống xử lý bị tải Sau qua bể điều hòa, COD, BOD, SS giảm 10%; tổng N, tổng P giảm 5% Nước thải bể điều hịa bơm lên bể sinh học hiếu khí Bể sinh học hiếu khí: Là cơng trình thiết kế cho xử lý nước thải bậc hai Nó có khả xử lý Nitơ Phospho Các vi sinh diện nước thải tồn dạng lơ lửng tác động bọt khí Dưỡng khí oxy cung cấp vào để trì hoạt động vi sinh vật, trình trao đổi chất Từ đó, chúng tiếp nhận ơxy chuyển hố chất hữu hòa tan thành CO2, H2O phần tạo thành tế bào Quá trình diễn nhanh giai đoạn đầu giảm dần phía cuối bể Vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ chất hữu để tăng sinh khối làm giảm tải lượng ô nhiễm nước thải xuống mức thấp Sau qua bể sinh học hiếu khí COD, BOD giảm 80 – 90% Tại bể sinh học hiếu khí, phần nước thải tuần hồn trở lại bể điều hịa yếu khí để tiếp tục xử lý nhằm tăng hiệu xử lý nitơ, phần nước thải lại tiếp tục tự chảy qua bể lắng đứng Bể lắng đứng: Nước thải từ bể sinh học hiếu khí dẫn qua phân phối theo suốt chiều dài bể Bể lắng đứng thiết cho vận tốc dòng nước bể thay đổi từ 0,15 – 0,3 m/s Khi bơng bùn có tỉ trọng đủ lớn thắng vận tốc dòng nước thải chảy ngang lắng xuống đáy bể lắng Bên cạnh bể lắng đứng cịn có khả khử Nitrat thành khí Nitơ nhằm giảm hàm lượng Nitơ tổng nước thải đến xuống mức thấp Bùn lắng xuống đáy bể phần lớn bơm định kỳ bể chứa bùn Khử trùng online: Nước thải sau xử lý phương pháp sinh học chứa khoảng 10 – 106 vi khuẩn 100 ml, hầu hết loại vi khuẩn tồn nước thải vi trùng gây bệnh, khơng loại trừ số lồi vi khuẩn có khả gây bệnh Khi cho Chlorine vào nước, chất Chlorine có tính oxi hóa mạnh khuếch tán xun qua vỏ tế bào vi sinh vật gây phản ứng với men bên tế bào vi sinh vật làm phá hoại trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt Bể chứa bùn: Giữ tách bùn lắng Bùn định kỳ hợp đồng xử lý với đơn vị có chức Phần nước sau tách cặn đưa trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý Hồ sinh học: Nước từ bể khử trùng đưa sang hồ sinh học Trong hồ sinh học trồng lục bình, cỏ Vetiver, tảo Nước thải loài thực vật Lục Bình, cỏ Vetiver, tảo xử lý Trang 23 Luan van thac si phần hữu lại, đặc biệt Nitơ Photpho dạng khoáng Cỏ Vetiver, rễ chứa nhiều vi khuẩn nấm có khả xử lý chất thải gây nhiễm mơi trường Cụ thể, vi khuẩn cố định đạm có tác dụng chuyển hóa nitơ tự thành nitơ sinh học; vi khuẩn điều hòa sinh trưởng điều hịa chất auxin, gibberrellins, ethylene, acid… chất hữu ảnh hưởng đến trình sinh lý dù nồng độ thấp; nấm phân giải photpho; nấm rễ… Nhờ mà mọc nhanh vùng đất nghèo dinh dưỡng đất bị nhiễm độc kim loại nặng điều kiện khắc nghiệt hạn hán, sương muối, nước mặn, nước hóa chất, độc chất Nước thải sau xử lý hồ sinh học: COD giảm 35%, BOD giảm 20%, SS giảm 70%, tổng N giảm 70%, tổng P giảm 25% Hiệu xử lý: nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột A Lượng nước thải: 39,7 m3/ngày d Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải ngâm hạt tiêu, công suất: 15 m3/ngày.đêm NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO NGĂN NGĂN TÁCH TÁCH RÁC RÁC Máy thổi khí H/c keo tụ Tạo bơng BỂ BỂ ĐIỀU ĐIỀU HÒA HÒA THIẾTBỊ THIẾTBỊ KEO KEO TỤ TỤ KẾT HỢP LẮNG KẾT HỢP LẮNG 11 BỂ BỂ CHỨA CHỨA BÙN BÙN THU GOM BỂ BỂ SINH SINH HỌC HỌC KỴ KỴ KHÍ KHÍ Máy thổi khí Khí Ozone BỂ BỂ SINH SINH HỌC HỌC HIẾU HIẾU KHÍ KHÍ BỂ BỂ OXY OXY HÓA HÓA BẬC BẬC CAO CAO Nước tuần hồn NGUỒN TIẾP NHẬN QCVN 40:2011/BTNMT CỘT B Hình 12: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ngâm hạt tiêu, công suất 15 m3/ngày Trang 24 Luan van thac si Thuyết minh quy trình xử lý: Nước thải phát sinh từ q trình sản xuất cơng ty theo đường ống dẫn tập trung dẫn qua ngăn tách rác vào bể điều hòa Nước thải từ bể điều hòa bơm lên thiết bị keo tụ kết hợp lắng, sau nước thải tự chảy qua bể sinh học kỵ khí, sinh học hiếu khí, qua hạng mục cơng trình xử lý khác hệ thống trước ddwwojc xả nguồn tiếp nhận Ngăn tách rác Nhiệm vụ: Để loại bỏ tất loại rác thơ có nước thải gây tắc nghẽn đường ống làm hư hại máy bơm nâng cao hiệu xử lý hạng mục cơng trình xử lý Nước thải sau qua ngăn tách rác chảy qua bể điều hòa Bể điều hòa Bể điều hòa nơi tập trung nguồn nước thải thành nguồn đồng thời để chứa hệ thống cho hệ thống hoạt động liên tục Mục đích: Do tính chất nước thải giao động theo thời gian ngày, (phụ thuộc nhiều vào yếu tố như: nguồn thải thời gian thải nước) Vì vậy, bể điều hịa cơng trình đơn vị khơng thể thiếu trạm xử lý nước thải nào, đặc biệt nước thải ngâm hạt tiêu Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hịa lưu lượng nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định liên tục cho cơng trình xử lý, tránh tượng hệ thống xử lý bị tải Nước thải bể điều hòa bơm lên thiết bị keo tụ kết hợp lắng (đồng thời hóa chất keo tụ, tạo bơm định lượng bơm vào Thiết bị keo tụ kết hợp lắng Nước thải từ bể điều hòa bơm lên thiết bị keo tụ kết hợp lắng Nước thải hóa chất keo tụ trộn hồn tồn với tạo thành bơng cặn Nhờ có chất trợ keo tụ mà bơng cặn hình thành kết dính với tạo thành bơng cặn có tỉ trọng lớn tỉ trọng nước nhiều lần nên dễ lắng xuống đáy thiết bị tách khỏi dòng nước thải Tại thiết bị keo tụ + lắng 1, cánh khuấy thiết kế với vận tốc khuấy phù hợp nhằm tạo dịng chảy xốy khuấy trộn hồn tồn hóa chất với dịng nước thải q trình phản ứng xảy nhanh Thiết bị keo tụ kết hợp lắng hoạt động theo mẻ gồm giai đoạn sau: Làm đầy nước thiết bị keo tụ + lắng Khuấy trộn khoảng 15 - 20 phút Giai đoạn lắng bơng cặn hóa lý Xả nước sau lắng cặn qua bể sinh học kỵ khí (khoảng 60% thê tích nước) Xả bùn bể chứa bùn Bể sinh học kỵ khí (UASB) Bể sinh học kỵ khí (UASB)là hệ thống xử lý sinh học điều kiện yếm khí Trong bể sinh học có chứa bùn lơ lửng làm giá thể Nhờ đó, vi sinh vật bám vào khơng bị rửa trơi theo dịng chảy Vi sinh yếm khí phát triển sinh khối tạo thành bơng bùn hoạt tính yếm khí lơ lửng tiêu thụ chất hữu để tăng sinh khối làm giảm tải lượng ô nhiễm nước thải xuống mức thấp Phương pháp có hiệu cao Trang 25 Luan van thac si vi sinh vật khơng lắng xuống phía đáy thiết bị Tồn chất hữu có bể tiếp xúc với vi sinh vật Nhờ phản ứng sinh hóa xảy mạnh Nước thải cung cấp từ lên Bể sinh học kỵ khí có khả khử BOD, COD Nitơ Photpho Nước thải sau qua thiết bị sinh học USB kỵ khí tiếp tục dẫn sang thiết bị lọc sinh học hiếu khí (đồng thời khơng khí máy thổi khí cấp vào) Bể lọc sinh học hiếu khí (màng lọc MBR) Bể lọc sinh học hiếu khí MBR bùn hoạt tính lơ lửng cơng trình đơn vị định hiệu xử lý hệ thống phần lớn chất gây ô nhiễm nước thải chất hữu Các vi khuẩn diện nước thải tồn dạng lơ lửng Các vi sinh hiếu khí tiếp nhận ơxy chuyển hố chất hữu thành thức ăn Trong mơi trường hiếu khí (nhờ O2 sục vào), vi sinh hiếu khí tiêu thụ chất hữu để phát triển, tăng sinh khối làm giảm tải lượng ô nhiễm nước thải xuống mức thấp Và đây, nước thải thấm xuyên qua vách màng vào ống mao dẫn nhờ lỗ rỗng cực nhỏ từ 0.01-0.2um Màng cho nước qua tạp chất rắn, chất hữu cơ, vô vi sinh vật có hại nước thải giữ lại bề mặt màng Hàm lượng cặn lơ lửng bên thiết bị sinh học gia tăng nhanh chóng làm cho khả phân hủy sinh học chất ô nhiễm nước thải đầu vào tăng theo ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MÀNG LỌC SINH HỌC HIẾU MBR - Hệ thống màng lọc sinh học hiếu khí MBR thiết kế sở liệu công nghệ đại áp dụng giới - MBR cải tiến quy trình xử lý bùn hoạt tính việc tách cặn thực không cần đến bể lắng bậc - Bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng kết hợp với công nghệ lọc màng nhằm tách hai pha rắn - lỏng đầu Vì thế, nồng độ bùn trì cao, thời gian lưu bùn kéo dài để đạt hiệu tối ưu việc khử nitơ amonia - Hiệu khử trùng tốt - Diện tích nhỏ Bể oxy hóa Nước thải từ bể sinh học hiếu khí (màng MBR) dẫn sang bể oxy hóa Tại đây, Ozone chất oxy hóa châm vào nước thải Dưới tác dụng phản ứng Oxy hóa bậc cao, nước thải khử mùi, khử màu hợp chất hữu có nước thải Ozone phân ly nhanh mơi trường nước có tính oxy hóa cao Do Ozone phân hủy hợp chất hữu có nước thải, đồng thời kết hợp với chất oxy hóa làm cho q trình oxy hóa diễn nhanh đạt hiệu cao Trong nước thải, Ozon tồn dạng không khí – Ozon, oxi – Ozon Nồng độ Ozon nước thải gần 3% Nước thải sau qua thiết bị oxy hóa bậc cao Ozon chất xúc tác co nồng độ chất ô nhiễm giảm khoảng 80%, màu mùi giảm đáng kể Nước thải sau xử lý phương pháp sinh học chứa khoảng 10 – 106 vi khuẩn 100ml, hầu hết loại vi khuẩn tồn nước thải vi trùng gây bệnh, khơng loại trừ số lồi vi khuẩn có khả gây bệnh Trang 26 Luan van thac si Khi cho Ozon vào nước, tác dụng oxi hóa mạnh khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật gây phản ứng với men bên tế bào vi sinh vật làm phá hủy trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt Nước thải sau qua hệ thống xử lý đạt QCVN 40 : 2011 (Cột B) Bể chứa bùn Lượng bùn sinh từ bể keo tụ + lắng lượng bùn dư bể sinh học hiếu khí (màng MBR) định kỳ bơm bể chứa bùn xử lý đơn vị thu gom có chức theo qui định pháp luật Lượng nước sau tách bùn tự chảy bể điều hòa để tiếp tục xử lý PHẦN IV: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỂ LẮNG ĐỨNG VẼ MẶT BẰNG VÀ MẶT CẮT CỦA BỂ IV.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bể lắng đứng - Hình dạng: bể có dạng hình trụ trịn với đáy hình nón - Cấu tạo: gồm có ống dẫn nước vào, ống trung tâm, hắt, máng vòng thu nước sau lắng, máng thu chất nổi, đỡ máng thu chất nổi, ống xả chất ống dẫn nước khỏi bể Đường kính khơng vượt q lần chiều sâu cơng tác, đến 10m gồm máng dẫn nước, ống trung tâm, máng thu nước, máng tháo nước, ống xả cặn ống Ống trung tâm o Hình 13: bể lắng đứng Trang 27 Luan van thac si Hình 14: bể lắng đứng 3D - Nguyên lý hoạt động: theo máng chảy vào ống trung tâm theo phương thẳng đứng từ lên với tốc độ 0,5 - 0,7 mm/s Sau khỏi ống trung tâm nước thải va vào chắn thay đổi hướng đứng sang hướng ngang dâng lên theo thân bể Nước lắng tràn qua máng thu đặt xung quanh thành bể ngồi cịn cặn lắng xuống đáy bể xả Ở trung tâm bể thường kết hợp xây dựng bể phản ứng Đường kính bể lắng đứng thường khơng vượt 10m Tỷ số đường kính chiều cao bể D/H = 1,5 – - Thời gian lưu nước: 45 – 120 phút - Ứng dụng: dùng cơng trình XLNT có cơng suất < 10.000 m 3/ngày đêm xử lý dùng phèn - Ưu điểm: thuận tiện cơng tác xả cặn, diện tích xây dựng - Nhược điểm: chiều cao xây dựng lớn làm tăng giá thành xây dựng, số lượng bể nhiều, hiệu suất thấp - Hiệu lắng thấp bể lắng ngang phụ thuộc vào: + Diện tích bể + Tính chất cặn + Diện tích bề mặt bể + Chiều cao vùng lắng + Thời gian lưu nước Trang 28 Luan van thac si IV.2 Mặt mặt cắt bể lắng đứng 5000 300 5000 5000 300 300 300 ? ng tr?c quay Ø49, dày 3.2mm 300 300 V50x3mm SUS304 MẶT BẰNG, TL 1:100 Hình 15: Mặt bể lắng đứng 900 2050 300 300 450 400 2950 1700 800 1700 400 300 700 3450 3000 100 750 300 300 5000 300 5600 MẶT CẮT, TL 1:100 Hình 16: Mặt cắt bể lắng đứng Trang 29 Luan van thac si TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp - Tính tốn thiết kế cơng trình, NXB ĐHQG TP.HCM Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan, Giáo trình cơng nghệ mơi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Đức Hạ, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1998 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật Viện Công nghệ môi trường, Sổ tay công nghệ xử lý nước thải công nghiệp, 2009 Trang 30 Luan van thac si