DANH SÁCH BẢNG 3 LỜI NÓI ĐẦU 4 MỘT SỐ THUẬT NGỮ 5 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 6 I.1 ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI 6 I.1.1. Đặc tính nước thải đầu vào 6 I.1.2. Yêu cầu của nước thải sau xử lý 6 I.2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 7 I.2.1. Sơ đồ khối công nghệ xử lý 7 I.2.2 Thuyết minh công nghệ 7 CHƯƠNG 2: AN TOÀN VẬN HÀNH 20 2.1. AN TOÀN KHI LÀM VIỆC GẦN CÁC BỂ 20 2.2. AN TOÀN KHI LÀM VIỆC VỚI HÓA CHẤT 20 2.2.1. Soda 20 2.2.2. Xút - NaOH 20 2.2.3. A-Polymer 22 2.2.4. Canxi Hypochlorite - CaOCl 22 2.2.5. PAC 23 2.3.AN TOÀN ĐIỆN KHI VẬN HÀNH HỆ THỐNG 24 2.3.1. An toàn về điện 24 2.3.2. Biện pháp cấp cứu 24 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH VẬN HÀNH 25 3.1 KIỂM TRA HỆ THỐNG 25 3.1.1. Kiểm tra lượng hóa chất sử dụng 25 3.1.2. Kiểm tra thiết bị 25 3.1.3. Kiểm tra hệ thống điện cung cấp 28 3.1.4. Vệ sinh hệ thống 29 3.2. QUY TRÌNH VẬN HÀNH 30 3.2.1. Nguyên lý hoạt động hệ thống 30 3.2.2. Các thông số cần kiểm soát 36 3.2.3. Kiểm soát chất lượng nước thải vào 38 3.2.4. Kiểm soát bể Anoxic 39 3.2.5. Kiểm soát bể Aerotank 40 3.2.6. Kiểm soát nước sau khi xử lý 43 3.2.7. Vận hành giai đoạn khởi động . 3.2.8. Vận hành giai đoạn duy trì . 3.3. CÁC SỰ CỐ QUÁ TRÌNH VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 44 3.3.1.Ngưng hoạt động 44 3.3.2. Các sự cố bể Anoxic và biện pháp khắc phục . 3.3.3. Các sự cố bể Aerotank và biện pháp khắc phục 46 CHƯƠNG IV: GHI CHÉP VÀ LƯU GIỮ SỐ LIỆU 60 IV.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI LƯU GIỮ SỐ LIỆU 60 IV.1.1. Sự thay đổi về lưu lượng và tính chất nước thải tiếp nhận 60 IV.1.2. Các thay đổi trong quá trình vận hành 60 IV.2. CÁC THÔNG SỐ CẦN ĐƯỢC GHI CHÉP, LƯU GIỮ 60 IV.2.1. Thành phần và tính chất nước thải 60 IV.2.2. Lượng hóa chất sử dụng 61 IV.2.3. Hoạt động của máy móc, thiết bị 61 IV.2.4. Ghi chép kết quả kiểm tra và bàn giao 61 PHỤ LỤC 62 BẢNG THEO DÕI VẬN HÀNH HT XLNT TRAI NUÔI HEO 62
GIỚI THIỆU
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
1.2.1 Sơ đồ khối công nghệ xử lý
Hình 1.1 Sơ đồ công ngệ xử lý (Xem bản vẽ công nghệ đính kèm)
Bể gom – song chắn rác thô Đối với nước thải từ chuồng nuôi khu nái: Nước thải từ chuồng nuôi khu nái được thu gom bằng hệ thống đường ống dẫn, qua song chắn rác (kích thước d = 10 mm) trước khi chảy vào bể gom sau đó chảy vào hồ biogas khu nái Đối với nước thải từ chuồng nuôi khu thịt: Nước thải từ chuồng nuôi khu thịt được thu gom bằng hệ thống đường ống dẫn về bể tách rác trước khi chảy vào bể lắng phân
Cụm ép phân khu thịt
Nước thải từ bể tách rác tự chảy vào bể lắng phân, phân được lắng xuống nhờ vào trọng lực, phần phân lắng được bơm vào máy ép phân Tại đây chất thải dạng rắn được tách ra từ hỗn hợp nước thải với hiệu suất loại bỏ chất rắn và chất hữu cơ COD không tan 80-90% Máy ép phân có công suất 8~25m 3 /h Phân sau ép có độ ẩm từ 60-70% Nước sau khi ép phân theo
5 đường ống vào hệ thống các hồ Biogas tại khu thịt để thực hiện các công đoạn xử lý tiếp theo
Hồ Biogas khu nái (1, 2), khu thịt (1, 2)
Tại đây các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải được các vi sinh vật kỵ khí phân hủy tạo thành khí sinh học làm giảm chất hữu cơ (COD và BOD) trong nước thải Khí sinh học sau khi tạo ra được dẫn tới vị trí đốt thải bỏ, tránh làm ô nhiễm môi trường Nước thải sau đó được dẫn sang công đoạn xử lý tiếp theo Các quá trình sinh học phân hủy kỵ khí trong hồ biogas diễn ra như sau:
- Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất hữu cơ cao phân tử
Dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các chất hữu cơ cao phân tử và chất không tan (polysaccharides, proteins, lipids) chuyển hóa thành các chất hữu cơ mạch gắn ở dạng hòa tan (như đường, các amino acid, acid béo) Quá trình này xảy ra chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất
Vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan thành các acid hữu cơ và các hợp chất hữu cơ trung tính phân tử lượng thấp như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm xuống đến 4,0
Giai đoạn này vi sinh vật yếm khí chuyển hóa các acid hữu cơ, hợp chất hữu cơ trung tính phân tử lượng thấp thành khí (CH4 và CO2) Các phương trình phản ứng diễn ra như sau:
3CH3OH + 6H + → 3CH4 + 3H2O 4(CH3)3N + 6H2O → 9CH3 + 3CO2 + 4NH3
Các hợp chất protein bị amon hóa sinh ra NH4 +
Hiệu suất xử lý COD = 55-60% Tổng nitơ = 15-20% Nước thải sau hồ biogas chảy theo đường ống dẫn vào bể điều hòa
Bể điều hòa có lắp đặt hệ thống đảo trộn bằng sục khí nhằm đảo trộn và ngăn ngừa hiện tượng lắng đọng của các chất không tan và quá trình phân hủy yếm khí gây mùi hôi cho nước thải
Cụm bể xử lý sinh học Được thiết kế theo công nghệ Bardenpho, hệ thống có thể chạy nối tiếp hoặc chạy song song
Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi Trại Hòa Yên – Yên Bái
6 cụm bể thiếu khí và hiếu khí (thiếu khí 1, hiếu khí 1, thiếu khí 2, hiếu khí 2) với bể thiếu khí nhiều tầng dòng chuyển động ngược (UMBR)
Thuyết minh công nghệ Bardenpho
Quá trình Bardenpho bốn giai đoạn: Hệ xử lý phối hợp cùng hệ bùn có khả năng tách loại hợp chất nitơ 60 - 95% Chất hữu cơ cho quá trình khử nitrat, ngoài nguồn từ nước thải còn có sự đóng góp từ nguồn do phân hủy nội sinh Để tận dụng được nguồn chất hữu cơ từ nước thải và từ phân hủy nội sinh, các khoang oxy hóa và khử được bố trí xen kẽ kế tiếp nhau không phân tách bởi bể lắng Sơ đồ công nghệ bố trí kiểu xen kẽ điển hình là cơ sở để xử lý Bardenpho bốn giai đoạn
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình Bardenpho 4 giai đoạn
Quá trình Bardenpho bốn giai đoạn (Hình 3.7) là tổ hợp của quá trình Ludzack Ettinger cải tiến và quá trình Wuhrmann để tạo ra hai ngăn xử lý thiếu khí nhằm tăng hiệu quả khử nitrat Hai ngăn xử lý đầu tiên trong hệ hoạt động tương tự như trong quá trình - Ettinger cải tiến, ngăn thiếu khí đầu tiên được thiết kế với thể tích đủ lớn để có thể hoạt động với mức đồng hồi lưu cao hơn 400 % mà không xuất hiện hiện tượng “thoát” nitrat ra khỏi ngăn đó Ngăn thiếu khí thứ nhất đóng vai trò khử phần lớn nitrat tạo thành trong hệ xử lý, trong khi ngăn thiếu khí thứ hai có nhiệm vụ khử phần nitrat trong dòng không được hồi lưu về bể thiếu khí đầu tiên Ngăn thứ tư trong hệ xử lý là ngăn hiếu khí có chức năng chuyển hóa nốt phần amoni sang nitrat, xử lý BOD, COD và giải phóng khí nitơ trong nước hình thành từ ngăn thiếu khí thứ hai, tăng cường lượng oxy hòa tan trước khi nước chuyển sang bể lắng thứ cấp để tăng cường khả năng lắng của bể
Quá trình Bardenpho bốn giai đoạn sử dụng được cả nguồn chất hữu cơ từ nước thải lẫn từ phân hủy nội sinh Các khoang hiếu khí, thiếu khi được bố trí tách rời nhằm mục đích oxy hóa BOD và amoni cũng như khử nitrat Nước thải sau khi xử lý sơ cấp được trộn lẫn với nước đã trải qua giai đoạn oxy hóa (chứa nitrat) với tỉ lệ gấp 4 - 8 lần lưu lượng của đầu vào cùng với bùn hồi lưu từ bể lắng thứ cấp Chất hữu cơ trong nguồn nước thải được sử dụng để khử nitrat trong nguồn nước quay vòng từ bể oxy hóa Trong bể khử nitrat, nồng độ amoni không thay đổi và chỉ được oxy hóa thành nitrat ở bể oxy hóa nối tiếp sau Một phần nước thải sau oxy hóa được đưa về bể khử nitrat tiếp theo, tại đó nguồn hữu cơ cung cấp cho khử nitrat là nguồn từ
7 phân hủy nội sinh Bể xử lý hiếu khí thứ hai có thời gian lưu thủy lực nhỏ hơn bể đầu nhằm đẩy khí nitơ hình thành ra khỏi khối phản ứng trước khi lắng và oxy hóa nốt phần BOD, amoni dư Sơ đồ Bardenpho trên còn được lắp ghép thêm giai đoạn yếm khí để tách loại phospho (Bardenpho năm giai đoạn)
Bardenpho bốn giai đoạn có hiệu suất tách loại nito trên 80 %, không ít hệ đạt trên 90% Quá trình Bardenpho bốn giai đoạn được thiết kế với nhiều cấu hình khác nhau: khuấy trộn đều, dòng đầy lý tưởng và mương oxy hóa Tại Mỹ, hệ xử lý thường sử dụng mương oxy hóa làm chức năng của quá trình Ludzack - Ettinger cải tiến và hệ khuấy trộn đều cho hệ thiếu khí và hiếu khí thứ hai
● Ưu điểm của công nghệ Bardenpho
- Hiệu quả xử lý N, P cao (60-95%), cực kì hiệu quả khi áp dụng với nước thải có nồng độ ô nhiễm N, P cao của mô hình nước thải chăn nuôi;
- Hàm lượng bùn thải sinh ra thấp do quá trình phân hủy nội bào ở giai đoạn thiếu khí và hiếu khí phía sau;
- Độ ổn định hệ thống tốt do thể tích bể và hàm lượng bùn rất lớn
- Chi phí đầu tư xây dựng lớn;
- Yêu cầu trình độ chuyên môn vận hành cao
Thuyết minh Công nghệ thiếu khí nhiều tầng dòng chuyển động ngược (UMBR)
Bể thiếu khí hoạt động dựa trên nguyên lý đảo trộn bằng dòng lỏng chuyển động trong bể phản ứng Sinh khối trong bể có thể duy trì nồng độ cao tùy thuộc vào vận tốc dòng chảy lên, đạt hiệu quả khử nitơ tốt ngay cả ở tỷ lệ IR cao nhờ chế độ dòng chảy lên hoặc dòng chảy không cần trộn hoàn toàn Điều này giúp xử lý hiệu quả nước thải nồng độ cao.
Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi Trại Hòa Yên – Yên Bái
Hình 1.3 Sơ đồ thiết kế bên trong bể thiếu khí
Hình 1.4 Hình ảnh bể thiếu khí thực tế sử dụng ở dự án
Như thể hiện các Hình (1.1 và 1.2), nước thải đầu vào và dòng tuần hoàn bên trong được phân phối xuống đáy và tầng giữa của bể UMBR một cách đồng nhất thông qua ống phân phối trung tâm Bộ phân phối trung tâm có vách ngăn được gắn vào trục của bộ giảm tốc, quay với tốc độ đầu 0,3 vòng/phút để trộn đều, ngăn chặn sự ngắn dòng của đầu vào và hiệu ứng dẫn dòng giữa chất rắn và nước Trong bể thiếu khí lúc này có sự phân tầng của bùn hoạt tính: lớp thứ nhất dưới cùng, có chiều cao 1-2 m là lớp bùn đậm đặc ở đây hàm lượng bùn có thể được làm giàu từ 20.000 đến 40.000 mg/l; lớp thứ hai, có chiều cao 2 - 4 m lớp phản ứng thiếu khí nằm trên bộ phận phân phối có thể điều, kiểm soát hàm lượng sinh khối bằng cách điều chỉnh tốc độ (lưu lượng) dòng tuần hoàn và thời gian ngừng nghỉ của động cơ
Dòng nước thải đầu vào, bùn tuần hoàn từ bể hiếu khí, bùn hoạt tính từ bể lắng sinh học và bùn thoát đều được kiểm soát lưu lượng bằng hệ thống động cơ giảm tốc, bơm đầu vào điều chỉnh bằng biến tần và các van điều tiết Nhờ đó, hệ thống đảm bảo duy trì điều kiện vận hành tối ưu cho bể UASB.
● Ưu điểm của bể UMBR
- Hiệu quả xử lý khử Nitrat rất cao (98.3%);
- Hệ thống kết hợp bể thiếu khí UMBR có thể tự cân bằng pH, giảm lượng hóa chất phải bổ sung vào, giảm chi phí hóa chất;
- Bùn hoạt tính phân tầng, mỗi tầng có nồng độ oxy hòa tan khác nhau nhằm tăng hiệu quả xử lý;
- Hàm lượng bùn hoạt tính đậm đặc ở tầng dưới (20.000 - 40.000 mg/l), tăng khả năng đệm và chống xốc tải khi có sự biến động của dòng nước thải đầu vào
- Chi phí đầu tư cao cho hệ thống phân phối trung tâm;
- Hệ thống phức tạp yêu cầu trình độ chuyên môn cao trong vận hành và bảo trì bảo dưỡng
Các giai đoạn xảy ra trong cụm bể xử lý sinh học được miêu tả như sau: vi khuẩn Nitrosomonas sẽ biến đổi Amoniac (NH3, NH4 +) thành Nitrit (NO2):
Vi khuẩn oxi hóa nitrit thành nitrat, Các vi khuẩn tham gia chủ yếu của quá trình này là Nitrobacter, sử dụng CO2 làm nguồn tự dưỡng carbon:
GHI CHÉP VÀ LƯU GIỮ SỐ LIỆU
SỰ CẦN THIẾT PHẢI LƯU GIỮ SỐ LIỆU
Nhân viên vận hành phải ghi nhận các số liệu về lưu lượng và thành phần nước thải tiếp nhận, các kết quả thí nghiệm, tình trạng máy móc thiết bị và những hiện tượng quan sát được bằng cảm quan Những số liệu này sẽ giúp cho nhân viên vận hành tìm ra quy luật vận hành hệ thống ổn định nhất Đặc biệt giúp cho nhân viên vận hành phát hiện sớm những vấn đề nảy sinh phá vỡ sự ổn định của hệ thống từ đó có phương án điều chỉnh kịp thời
5.1.1 Sự thay đổi về lưu lượng và tính chất nước thải tiếp nhận
Nước thải tiếp nhận tại trạm bơm bao gồm tất cả các loại nước thải từ các quá trình sản xuất của nhà máy Do đó, nước thải tiếp nhận phụ thuộc vào quá trình sản xuất và sinh hoạt tại các xưởng sản xuất Lưu lượng và thành phần nước thải thay đổi chủ yếu theo chu kỳ sản xuất của các nhà máy và theo mùa Bởi vậy, cần thiết phải tìm ra một quy luật về sự thay đổi này để tránh trường hợp phải liên tục phân tích xác định thành phần nước thải, giúp giảm thiểu các thao tác vận hành Công tác ghi chép và lưu giữ số liệu sẽ giúp tìm ra quy luật đó
5.1.2 Các thay đổi trong quá trình vận hành
Nếu nước thải sau xử lý không đạt yêu cầu thì nhân viên vận hành phải xác định xem yếu tố nào đã ảnh hưởng tới hoạt động của hệ thống và làm giảm hiệu suất xử lý Những yếu tố quan trọng có thể ảnh hưởng gồm:
▪ Sự thay đổi lưu lượng và tải lượng BOD và COD đầu vào
▪ Có các thành phần khó xử lý trong nước thải đầu vào
▪ Tốc độ thải bùn hoạt tính tại bể lắng thứ cấp cao hơn hoặc thấp hơn yêu cầu
▪ Nồng độ oxy trong bể Aerotank giảm xuống dưới mức cho phép
▪ Nhiệt độ nước thải tăng hoặc giảm đột biến
▪ Do thiếu chất dinh dưỡng.
CÁC THÔNG SỐ CẦN ĐƯỢC GHI CHÉP, LƯU GIỮ
Để dễ dàng theo dõi, quan sát và kiểm soát hoạt động của nhà máy xử lý cần thiết lập biểu mẫu mô tả đầy đủ các thông số cơ bản đề cập bên dưới
5.2.1 Thành phần và tính chất nước thải
1 Lưu lượng nước thải hàng ngày
▪ Tổng lưu lượng trong 1 ca
▪ Lưu lượng tối đa và tối thiểu
2 Kết quả phân tích các chỉ tiêu
