Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu liên hợp xử lý chất thải lagi công ty cổ phần môi trường xanh pedaco, công suất 240m3ngày đêm

KHOA MÔI TRƯỜNGCHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU LIÊN HỢP XỬ LÝ CHẤT THẢI LAGI - CÔNG TY CỔ PHẦN MÔI TRƯỜNG XANH PEDACO, C

Đ ẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, sự phát triển của khoa học và công nghệ đã mang lại nhiều tiến bộ cho con người trong các lĩnh vực kinh tế và đời sống Tuy nhiên, sự phát triển này cũng đi kèm với những hệ lụy tiêu cực, khi lượng rác thải khó phân hủy gia tăng, vượt quá khả năng tự làm sạch của môi trường Điều này dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là từ chất thải sinh hoạt như rác và nước thải Nước thải sinh hoạt chứa nhiều thành phần độc hại, gây ảnh hưởng lớn đến các kênh rạch, nơi tiếp nhận nguồn nước thải của con người.

Trước tình hình ô nhiễm nước thải sinh hoạt ngày càng nghiêm trọng, cần thiết phải triển khai các biện pháp hiệu quả để xử lý nước thải ngay tại nguồn Mục tiêu là giảm thiểu tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường Vì vậy, tôi đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Khu liên hợp xử lý chất thải Lagi - Công ty Cổ phần Môi trường xanh Pedaco, công suất 240 m³/ngày.đêm” để nghiên cứu và phát triển.

M ỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Khu liên hợp xử lý chất thải Lagi, do Công ty Cổ phần Môi trường xanh Pedaco thiết kế, có công suất 240 m³/ngày.đêm.

N ỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

- Tổng quan về ngành và cơ sở sản xuất;

- Tổng quan về thành phần – tính chất nước thải;

- Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý;

- Tính toán các công trình đơn vị của phương án đã chọn ra;

- Tính toán và lựa chọn thiết bị cho các công trình đơn vị tính toán trên;

- Khái toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình và so sánh lựa chọn phương án;

- Bản vẽ: sơ đồ công nghệ, mặt bằng hệ thống xử lý, mặt bằng đường ống và tất cả các chi tiết đầy đủ về công trình thiết bị.

P HƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt qua các tài liệu chuyên ngành

Phương pháp so sánh là cách hiệu quả để đánh giá ưu và nhược điểm của các công nghệ xử lý chất thải Bằng việc phân tích các công nghệ này, chúng ta có thể tìm ra giải pháp tối ưu hơn cho việc xử lý chất thải, phù hợp với quy định QCVN 14:2008/BTNMT, Cột A.

Phương pháp tính toán trong hệ thống xử lý nước thải bao gồm việc áp dụng các công thức toán học để xác định các công trình đơn vị, cũng như tính toán chi phí xây dựng và vận hành hệ thống.

- Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Autocad, Revit, Lumion để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước thải.

Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Đề tài nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Khu liên hợp xử lý chất thải Lagi của Công ty Cổ phần Môi trường xanh Pedaco, nhằm bảo vệ môi trường và cải thiện chất lượng tài nguyên nước Việc xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường sẽ giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm, góp phần tạo ra nguồn nước sạch hơn.

TỔNG QUAN

GIỚI THIỆU DỰ ÁN

1.1.1 Giới thiệu chung về công ty cồ phần môi trường xanh pedaco

Hình 1 1 Khu liên hợp xử lý chất thải La Gi.

Tên cơ sở: Khu liên hợp xử lý chất thải La Gi - Công ty Cổ phần Môi trường xanh PEDACO (Công ty PEDACO)

- Địa chỉ Nhà máy: thôn Tân Lý 1, xã Tân Bình, thị xã La Gi, Tỉnh Bình Thuận

- Địa chỉ văn phòng đại diện: Phòng 102, Lầu 1, Tòa nhà Petrovietnam, số 1-5 Lê Duẩn, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh, VN.

- Liên hệ: SĐT: 024 999 55 868 Mail: info@pedaco.com.vn

- Đại diện pháp luật: Bà Trương Hồng Phương Chức vụ: Tổng Giám đốc

- Quy mô diện tích: Tổng diện tích: 298.966,3 m 2

Ngành nghề sản xuất bao gồm xử lý chất thải sinh hoạt với công suất 195 tấn/ngày và chất thải công nghiệp với công suất 255 tấn/ngày Ngoài ra, doanh nghiệp còn tham gia sản xuất phân hữu cơ và một số lĩnh vực khác được ghi trong giấy phép đăng ký kinh doanh.

1.1.2 Quá trình hình thành và phát triển công ty cồ phần môi trường xanh pedaco

Giấy chứng nhận đầu tư số 48121000735, được cấp vào ngày 20/02/2013 bởi UBND tỉnh Bình Thuận, cho dự án Khu liên hợp xử lý chất thải sinh hoạt và chất thải công nghiệp, đồng thời sản xuất phân hữu cơ tại xã Tân Bình, thị xã La Gi, Bình Thuận.

- Quyết định chủ trương đầu tư số 2706/QĐ-UBND ngày 16/9/2016 của Ủy Ban nhân dân tỉnh.

Công văn số 3919/UBND-ĐTQH ngày 5/10/2017 của UBND tỉnh Bình Thuận thông báo về việc điều chỉnh công suất xử lý rác cho dự án Khu liên hợp xử lý chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp và sản xuất phân hữu cơ tại Xã Tân Bình, Thị xã La Gi, Tỉnh Bình Thuận Sự điều chỉnh này nhằm nâng cao hiệu quả xử lý chất thải và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của địa phương.

Dự án Khu liên hợp xử lý chất thải sinh hoạt và công nghiệp đã hoàn thành Báo cáo đánh giá tác động môi trường, được phê duyệt theo quyết định số 3211/QĐ-BTNMT ngày 15/12/2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

- Giấy phép xử lý chất thải nguy hại số 3-4-5-6.130.VX do Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp lần đầu ngày 22/04/2020.

Giấy phép chấp thuận đổi tên chung của chủ dự án và tên chủ xử lý chất thải nguy hại số 5326/BTNMT-TCMT được Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp lần đầu vào ngày 28/09/2020.

- Giấy đăng ký kinh doanh số: 3401201904 do Sở Kế Hoạch và Đầu Tư tỉnh Bình Thuận cấp lần đầu ngày 23 tháng 09 năm 2020 và cấp lần 5 ngày 31 tháng 3 năm 2022.

- Giấy chứng nhận ISO 14001:2015 số: 9199293402806-EMS được cấp ngày 26 tháng 11 năm 2020 – Công ty Cổ phần chứng nhận và Giám định Quốc tế ISOCERT.

1.1.3 Cơ cấu tổ chức công ty cồ phần môi trường xanh pedaco

- Đội ngũ cán bộ công nhân viên PEDACO có trình độ chuyên môn và giàu kinh nghiệm về lĩnh vực môi trường

Đội ngũ nhân sự là giá trị cốt lõi và yếu tố quyết định thành công của Công ty PEDACO Ban Lãnh đạo công ty luôn chú trọng đến việc đào tạo và nâng cao trình độ chuyên môn cho cán bộ công nhân viên, nhằm phát triển nguồn lực con người một cách hiệu quả.

Tại PEDACO, việc xây dựng môi trường làm việc an toàn và khuyến khích tinh thần đoàn kết là những giá trị cốt lõi, nhằm hướng tới một cuộc sống chất lượng cho người lao động.

- Phòng Kinh doanh và Quản lý Dự án

- Phòng Tài chính kế toán

- Phòng Hành chính Nhân sự

Khối hoạt động Sản xuất tại Khu Liên Hợp Xử lý Chất thải La Gi – Bình Thuận bao gồm Ban Giám đốc Nhà máy cùng hàng trăm cán bộ công nhân viên chịu trách nhiệm vận hành các bộ phận.

Hình 1 2 Sơ đồ tổ chức nhân sự Công ty Cồ phần Môi trường Xanh PEDACO.

1.1.4 Vị trí và chức năng công ty cồ phần môi trường xanh pedaco

Hình 1 3 Vị trí Khu liên hợp xử lý chất thải La Gi.

- Cách Khu công nghiệp Hàm Tân khoảng 15 km.

- Cách Khu công nghiệp Hàm Kiệm khoảng 50 km.

- Cách Khu công nghiệp Phan Thiết khoảng 60 km.

- Cách cụm cảng Cái Mép – Thị Vải 100 km.

- Cách các Khu công nghiệp lớn của Đồng Nai khoảng 100 -130 km, thị xã Long Khánh khoảng 80 km.

 Chức năng Khu liên hợp xử lý chất thải La Gi.

- Xử lý chất thải sinh hoạt của thị xã La Gi và một số xã thuộc huyện Hàm Tân.

- Xử lý chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại từ khu vực Bắc Trung Bộ trở vào.

Tận thu và bán phế liệu, cùng với việc tái chế hiệu quả các loại phế liệu như nhựa, giấy, kim loại và cao su, không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tạo ra các sản phẩm giá trị như hạt nhựa tái chế Việc này góp phần vào sự phát triển bền vững và giảm thiểu lượng rác thải, đồng thời thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn.

- Tạo sản phẩm phân compost phục vụ sản xuất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh BìnhThuận và một số vùng phụ cận.

1.1.5 Nguyên tắc hoạt động công ty cồ phần môi trường xanh pedaco

Khu liên hợp xử lý chất thải La Gi xây dựng các quy trình thực hiện theo ISO 9001; 14001;45001.

Tất cả CBCNV tuân thủ quy trình trong hoạt động sản xuất và nội quy công ty được ban hành phê duyệt.

+ Cam kết các chính sách bảo vệ môi trường ; sức khỏe và an toàn lao động.

1.1.6 Kế hoạch quản lý công tác môi trường

 Khống chế ô nhiễm do nước mưa chảy tràn

Cơ sở đã thiết kế hệ thống mương thoát nước mưa xung quanh nhà xưởng nhằm đảm bảo việc thoát nước mưa hiệu quả Nước mưa, so với nước thải sinh hoạt, có độ sạch cao hơn, do đó, hệ thống thoát nước mưa sẽ được tách biệt hoàn toàn với hệ thống thoát nước thải.

Hình 1 4 Hình ảnh Khu liên hợp xử lý chất thải La Gi.

 Biện pháp xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất

Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt được thu gom và xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại trước tự thấm ra môi trường.

Nước thải sản xuất được thu gom từ các thiết bị và nhà xưởng, sau đó được bơm về hệ thống xử lý nước thải (XLNT) của công ty Quá trình xử lý đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải được phê duyệt trong báo cáo ĐTM.

1.1.7 Các thành tựu đạt được công ty cồ phần môi trường xanh pedaco

- Hiện tại Công ty PEDACO đã được cấp phép xử lý CTNH hoạt động ở các khu vực địa bàn :

+ Vùng Bắc trung bộ và Duyên hải Miền Trung

+ Vùng Đồng bằng sông Cửu Long.

Công ty PEDACO nổi bật là một trong những dự án lớn bảo vệ môi trường tại tỉnh Bình Thuận Đơn vị này đã được lựa chọn làm nhà thầu xử lý chất thải công nghiệp và nguy hại cho Tập đoàn Tổng Công ty Dầu khí PETROSETCO cùng nhiều khách hàng khác.

1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI

1.2.1 Khối lượng và đặc tính của nước thải sinh hoạt

Nước sinh hoạt là nhu cầu thiết yếu hàng ngày của con người, với trung bình mỗi người sử dụng khoảng 60-80 lít nước cho các hoạt động sinh hoạt Sau khi sử dụng, nước này thường bị ô nhiễm với nhiều thành phần như cặn bẩn, dầu mỡ, chất hữu cơ khó phân hủy, thức ăn, chất thải vệ sinh và vi sinh vật gây bệnh.

Nước thải sinh hoạt chứa các thành phần hữu cơ, cặn lơ lửng và vi sinh vật cần được xử lý Việc xả thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý sẽ gây ra nguy cơ phú dưỡng ở các thuỷ vực nước tĩnh, dẫn đến ô nhiễm mùi nghiêm trọng, ảnh hưởng đến các khu vực đông dân cư.

Nước thải sinh hoạt thường chứa nhiều chất ô nhiễm, với hàm lượng COD và BOD cao, biểu thị sự hiện diện của các thành phần hữu cơ Ngoài ra, nước thải còn chứa các chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho và vi sinh vật, gây ảnh hưởng đến môi trường.

Bảng 1 1 Thành phần tính chất nước thải

STT Thông số Đơn vị Nồng độ QCVN

5 Dầu mỡ mg/l 40 10 Vượt QCVN

Coliform MNP/100ml 9,3x10 6 3000 Vượt QCVN

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC

Phương pháp cơ học là cách loại bỏ các chất rắn có kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải Để giữ lại các tạp chất không hòa tan lớn hoặc chất bẩn lơ lửng, người ta sử dụng song chắn rác hoặc lưới lọc Để tách các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hoặc bé hơn nước, bể lắng được áp dụng.

+Các chất lơ lửng nguồn gốc khoáng (chủ yếu lá cát) được lắng ở bể lắng cát.

+Các hạt cặn đặc tính hữu cơ được tách ra ở bể lắng.

+Các chất cặn nhẹ hơn nước: dầu, mỡ, nhựa, rễ được tách ở bể thu dầu, mỡ, nhựa (dùng cho nước thải công nghiệp).

+Để giải phóng chất thải khỏi các chất huyền phù, phân tán nhỏ…dùng lưới lọc, vải lọc, hoặc lọc qua lớp vật liệu lọc.

Xử lý cơ học là bước chuẩn bị quan trọng cho quá trình xử lý sinh học nước thải, thường được thực hiện thông qua các thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát và bể tách dầu mỡ Các thiết bị này giúp tách các chất phân tán thô, đảm bảo hệ thống thoát nước và các công trình xử lý nước thải hoạt động hiệu quả và ổn định.

Phương pháp xử lý cơ học có khả năng loại bỏ khoảng 60% tạp chất không tan trong nước thải sinh hoạt, nhưng sự giảm BOD vẫn chưa đáng kể Để cải thiện hiệu quả xử lý, việc thoáng khí nước thải sơ bộ trước khi lắng có thể nâng cao hiệu suất của các công trình cơ học lên đến 75% và giảm BOD từ 10-15%.

Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:

 Song chắn rác và lưới chắn rác

Song chắn rác được lắp đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc tại các miệng xả trong nhà máy, nhằm giữ lại các tạp chất lớn như nhánh cây, gỗ, lá cây, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác Việc này không chỉ giúp bảo vệ các công trình và thiết bị phía sau, mà còn ngăn ngừa hỏng hóc bơm và tắc nghẽn đường ống, mương dẫn.

+Kích thước: Thô, trung bình, mịn.

+Hình dạng: song chắn, lưới chắn.

+Phương pháp làm sạch: Thủ công, cơ khí, phun nước áp lực.

+Bề mặt lưới chắn: cố định, di động.

Song Chắn Rác Tinh Song Chắn Rác Thô

CÁC LOẠI SONG CHẮN RÁC

Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn rác được chia thành 2 loại:

Vận tốc nước thải trước song chắn rác cần đạt yêu cầu tối thiểu để đảm bảo hiệu quả làm sạch Đối với song chắn rác thô làm sạch thủ công, vận tốc tối thiểu là V ≥ 0,45 m/s, trong khi đó, song chắn rác thô làm sạch cơ khí yêu cầu vận tốc V ≥ 0,40 m/s Điều này giúp tránh tình trạng lắng cặn trong mương dẫn trước khi nước thải đi qua song chắn rác.

- Vận tốc nước thải qua song chắn rác thô (tương ứng với lưu lượng lớn nhất) lấy V

Để đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý rác, tốc độ dòng chảy không vượt quá 0,9 m/s nhằm tránh tình trạng rác bị kéo qua song chắn Tổn thất áp lực (hL) qua song chắn rác thô trong quá trình làm sạch cơ khí không nên vượt quá 150 mm, và chu kỳ làm sạch của thiết bị cào rác cơ khí cần duy trì trong khoảng thời gian ≤ 15 phút Khoảng cách giữa các thanh của song chắn rác thô được thiết kế từ 30 đến 200 mm.

Bảng 1 1 Thông số thiết kế điển hình của song chắn rác thô

Phương pháp làm sạch (Clean method) Thủ công (Manual) Cơ khí (Mechanical)

Kích thước thanh song chắn

Khoảng cách khe hở giữa các thanh song chắn 25-50 mm 16-75 mm Độ dốc so với phương đứng 30-45 o 0-30 o

Vận tốc nước trong kênh dẫn trước song chắn rác 0,3-0,6 m/s 0,6-1,0 m/s

Tổn thất áp lực cho phép 150 mm 150-600 mm

Bảng 1 2 Đặc điểm các loại rác ra khỏi nước thải bằng song chắn rác thô

Khoảng cách khe Độ ẩm (%) Khối lượng Thể tích rác (L/1000 m 3 )

Hình 2 1 Mô hình phân loại song chắn rác [5]

- Giữ lại các loại rác thải có đường kính tương đối lớn như bịch nilong, lá cây, …

- Không tốn chi phí điện năng.

- Thích hợp với lưu lượng lớn, chắn rác lớn.

- Không giữ được các loại rác có đường kính nhỏ hơn khoảng cách giữa các thanh song chắn, các hợp chất tương đối mịn.

- Rất khó khăn khi vệ sinh.

- Vận tốc dòng nước giảm khi song chắn rác nhiều rác.

- Không chắn được rác nhỏ.

Hình 2 2 Hình ảnh về song chắn rác thô.

- Song chắn rác tinh có khoảng cách giữa các thanh từ: 5 ÷ 25 mm.

- Dùng để ngăn các chất lơ lửng, các loại rác mịn nhỏ.

Hình 2 3 Hình ảnh về song chắn rác tinh [5] Ưu điểm

- Giữ được các loại rác có đường kính nhỏ, các hợp chất tương đối mịn.

- Hiệu quả mang lại cao hơn, nếu sử dụng song chắn rác tinh thì (có thể) loại bỏ bể lắng đợt 1 ở công trình sau.

- Không cần người vận hành.

- Dễ dàng khi vệ sinh.

- Vận tốc dòng chảy ổn định.

- Loại bỏ được SS nhỏ: 1-10 mm.

- Tốn chi phí điện năng.

- Thích hợp với lưu lượng nhỏ.

Song chắn rác là thiết bị quan trọng giúp giữ lại các chất thải rắn lớn trong nước thải, bảo vệ cho các hệ thống xử lý tiếp theo Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại phụ thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại Để ngăn ngừa tình trạng ứ đọng và giảm áp lực dòng chảy, việc làm sạch song chắn rác thường xuyên là cần thiết, có thể thực hiện bằng tay hoặc cơ giới Tốc độ nước chảy qua các khe hở dao động từ 0,65 m/s đến 1 m/s, và chiều rộng khe hở của song chắn có thể thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu và kích thước của rác.

Lưới chắn rác là thiết bị hiệu quả để loại bỏ các chất lơ lửng có kích thước nhỏ và thu hồi các thành phần không tan Với kích thước mắt lưới từ 0,5 đến 1,0 mm, sản phẩm này rất hữu ích trong việc xử lý rác thải nhỏ.

Lưới chắn rác có thể sử dụng các loại sau đây:

Lưới chắn rác kiểu dài hay băng (Band screens)

Hệ thống lưới chắn rác được thiết kế với bản đục lỗ gắn trên dây xích di chuyển bằng moto, cho phép dòng nước chảy linh hoạt từ trước ra sau hoặc ngược lại Để duy trì hiệu quả hoạt động, lưới chắn rác thường được trang bị chổi quét hoặc vòi phun nước, giúp làm sạch bề mặt lưới một cách hiệu quả.

Lưới chắn rác dạng trống quay (Drum screens)

Lưới chắn rác được lắp đặt trên bề mặt trống quay trong mương dẫn nước thải, giúp giữ lại rác thải hiệu quả Dòng nước thải có thể chảy từ trong trống ra ngoài, trong khi rác sẽ bị giữ lại bên trong trống quay, hoặc có thể chảy từ ngoài vào trong.

Lưới chắn rác kiểu bậc thang (Step Screens)

Cấu tạo của thiết bị bao gồm hai bộ đĩa mỏng theo kiểu bậc thang, trong đó một bộ cố định và một bộ di chuyển Bộ đĩa di chuyển có khả năng chuyển động cắt ngang bề mặt lưới chắn rác và di chuyển theo phương thẳng đứng để nâng rác lên các bậc thang Cuối cùng, rác được thải ra ngoài khi đạt đến đỉnh của lưới chắn rác.

Lưới chắn rác micro (Microscreens)

Mắt lưới thường có kích thước nhỏ hơn 50 μm để loại bỏ cặn mịn trong nước thải sau quá trình xử lý bậc 3 Lưới lọc bằng vải với kích thước mắt lưới từ 10 đến 35 μm được gắn trên trống quay để tăng hiệu quả lọc.

Mục đích sử dụng: hạn chế lượng hợp chất nổi như dầu, mỡ để không gây ảnh hưởng tới công trình xử lý phía sau.

Có 2 phương pháp tách dầu trọng lực:

- Dùng trọng lực tự nhiên: các hạt dầu tự nổi lên do tỷ trọng riêng của chúng.

- Dùng trọng lực nhân tạo: dùng lực ly tâm hay cyclone → tăng trường trọng lực

- Nguyên tắc tách dầu bằng trọng lực dựa trên sự khác nhau giữa tỷ trọng dầu và nước.

 Bể tách dầu dạng tròn Ưu điểm so với bể dạng ngang:

- Đáy rất dốc, có ngăn cô đặc dầu, có thanh gạt bùn có thể quét được tất cả các vị trí trên bể lắng;

- Ống phân phối trung tâm có thể được lắp đặt thêm thiết bị hút dầu ra ngoài;

- Tránh được ảnh hưởng của gió và ít gây mùi.

Hình 2 4 Bể tách dầu dạng tròn.[6]

 Bể tách dầu vách nghiêng

- Số Reynold cho chế độ chảy rối = 400-1600 (tuỳ theo nhiệt độ nước) Đối với bể hình chữ nhật Re > 5000 ở vận tốc lớn nhất;

- Khoảng cách giữa các tấm cm CPI (bể lắng tấm lượn sóng);

- Tăng dần kích thước các giọt dầu) dễ tách hơn;

- Chu kỳ làm việc của các tấm nghiêng = 3 – 4 tháng. Ưu điểm:

- Vách nghiêng hướng dòng thu dầu một cách triệt để;

- Cấu tạo modul dễ tháo lắp dễ bảo trì bảo dưỡng.

- Tốn kém chi phí xây dựng;

- Cần thường xuyên vệ sinh sạch sẽ modul bằng nước nóng, định kì 4 – 6 tháng.

Hình 2 5 Bể tách dầu vách nghiêng.[6]

- Phần bể chứa: Bể thường làm bằng betông cốt thép

- Hệ thống chống lắng cặn: Hệ thống sục khí chống lắng cặn thường sử dụng 2 loại cơ bản:

Hệ thống khuấy trộn bằng khí nén: áp dụng với nước thải có nồng độ chất lơ lửng < 500 mg/l.

Hệ thống khuấy trộn cơ học: áp dụng với nước thải có nồng độ chất lơ lửng > 500 mg/l.

Nhiệm vụ bể điều hòa: Điều hòa lưu lượng và nồng độ.

Nguyên lý hoạt động của bể điều hòa trong xử lý nước thải bao gồm việc xáo trộn và thổi khí để ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn Trước khi cho nước vào bể, cần lắng cát để hạn chế cặn lắng xuống đáy Sau đó, quá trình thổi khí được thực hiện nhằm ngăn chặn tình trạng nước thải lên men, tránh gây ra mùi hôi khó chịu Tốc độ thổi khí lý tưởng là 10-15 lít khí/phút/m³, giúp duy trì chất lượng nước thải trong quá trình xử lý.

- Khả năng nâng cao xử lý sinh học, và hạn chế tình trạng quá tải.

- Pha loãng các chất gây ức chế sinh học.

- Giúp ổn định độ pH.

- Cải thiện chất lượng bùn nén, giúp bùn lắng đọng tốt hơn.

- Giảm thể tích bề mặt lọc Giúp nâng cao hiệu quả.

-Diện tích mặt bằng hoặc chỗ xây dựng tương đối lớn

-Có thể lan tỏa mùi hôi, gây ô nhiễm không khí.

-Đòi hỏi phải khuấy trộn và bảo dưỡng thường xuyên

- Chi phí đầu tư lớn.

Bể điều hòa có thể áp dụng cho hầu hết các loại công suất, nhưng nếu lưu lượng dòng chảy ổn định, việc sử dụng bể điều hòa không phải là điều cần thiết.

Bể lắng đứng thường có hình dạng vuông hoặc tròn, với đáy hình nón hoặc chóp có độ dốc α ≥ 60 - 70 độ để xả cặn bằng thủy lực Máng thu được lắp đặt xung quanh chu vi bể, với tải trọng thu từ 1,5 – 3 l/s.m dài Bể thường được xây dựng bằng gạch hoặc bê tông cốt thép, phù hợp cho các trạm xử lý có công suất nhỏ (Q ≤ 5000 m³/ngày đêm).

PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý sử dụng các kỹ thuật vật lý và hóa học để loại bỏ các chất ô nhiễm không thể tách ra bằng lắng Các công trình tiêu biểu áp dụng phương pháp này bao gồm bể keo tụ tạo bông và bể tuyển nổi.

 Bể keo tụ tạo bông

Nguyên tắc: Khi hóa chất nào đó cho vào nước thô chứa cặn lắng chậm hoặc không lắng được, hạt keo và một số thành phần ô nhiễm hòa tan:

Kết tụ với nhau hình thành các bông cặn lớn và nặng.

Bông cặn có thể tách khỏi nước bằng lắng trọng lực.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ: pH, độ kiềm, nhiệt độ, liều lượng hóa chất, tốc độ khuấy trộn.

Phèn nhôm: thương phẩm phổ biến Al2(SO4)3.18H2O; pH tối ưu trong khoảng 5 ÷ 7,5.

Phèn sắt là một thương phẩm phổ biến, bao gồm FeSO4.8H2O và FeCl3 Liều lượng sử dụng sắt III thường ít hơn so với phèn sắt II trong cùng một trường hợp Đối với phèn sắt III, pH thích hợp nằm trong khoảng 4 đến 8, trong khi phèn sắt II có pH từ 9 đến 11.

- Cation polymer: liều lượng thường dùng 2 ÷ 5 mg/l; pH keo tụ không ảnh hưởng; sử dụng đối với nước thiếu cation.

- Anion polymer: liều lượng thường dùng 0,25÷1 mg/l; pH keo tụ không ảnh hưởng; sử dụng đối với nước thiếu anion (Mục 3.3/[9])

Chất trợ keo tụ đóng vai trò quan trọng trong việc tăng tốc quá trình hình thành bông và liên kết các bông cặn lại với nhau Những hóa chất keo tụ phổ biến bao gồm PAC, PASS, PFC, PFS và PAFS Sử dụng các chất này mang lại nhiều ưu điểm cho quy trình xử lý nước.

- Hiệu quả xử lý cao.

- Xử lý được TSS và độ màu.

- Tạo ra nhiều bùn, bùn có chứa nhiều kim loại.

- Vận hành phức tạp, đòi hỏi chuyên môn cao.

Phạm vi áp dụng: Ứng dụng chủ yếu trong xử lý nước thải công nghiệp (hóa chất, xi mạ, dệt nhuộm…).

Hình 2 10 Các thiết bị đông tụ [7]

Loại khuấy bằng vách ngăn:

1 Kênh dẫn nước; 2 Vách ngăn có cửa thông; 3 Cửa tràn.

Loại buồng ngăn tạo bông:

1 Kênh dẫn nước; 2 Vách ngăn; 3 Cửa tràn.

Loại thiết bị đông tụ kết hợp với lắng trong:

1 Thân thiết bị; 2 Máng gom nước trong; 3 Cửa tràng nước trong ra; 4 Buồn tách không khí; 5 Ống trung tâm; 6 Ống phân phối nước.

Quá trình tuyển nổi trong xử lý nước thải (XLNT) hoạt động bằng cách sục khí vào nước thải, tạo ra các bọt khí Những bọt khí này kết dính với các hạt tạp chất, và khi lực nổi đủ mạnh, chúng sẽ cùng nhau nổi lên bề mặt Kết quả là hình thành lớp bọt chứa hàm lượng cao các hạt tạp chất.

Các loại bể tuyển nổi:

Tuyển nổi bằng thiết bị cơ khí (Induced air flotation): Khí và chất lỏng được trộn cơ học để tạo ra bong bóng trong chất lỏng.

Tuyển nổi chân không (Vacuum flotation): Không khí được giải phóng từ dung dịch bão hòa bởi áp suất âm.

Tuyển nổi không áp lực (Froth flotation): Bọt khí được bơm trực tiếp vào nước bằng thiết bị phun.

Tuyển nổi áp lực (Dissolved flotation) là quá trình trong đó khí được giải phóng từ dung dịch siêu bão hòa thông qua việc giảm áp suất, và phương pháp này đang được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp.

Tuyển nổi điện phân (Electrolytic flotation): Các bong bóng được tạo ra bằng cách điện phân nước. Ưu điểm:

- Loại bỏ được các hạt cặn hữu cơ khó lắng: dầu mỡ, váng sữa, …

- Hiệu quả loại bỏ hàm lượng chất rắn lơ lửng, dầu mỡ cao 90 ÷ 95%.

- Giảm thời gian lưu và thể tích các công trình phía sau.

- Bùn cặn thu được có độ ẩm thấp, có thể tái sử dụng (Mục 2.2/[8])

- Chi phí đầu tư, bảo dưỡng thiết bị cao.

- Yêu cầu người vận hành phải có kỹ thuật.

- Bể tuyển nổi có cấu tạo phức tp, quá trình kiểm soát áp suất khó.

Phạm vi áp dụng của hệ thống này chủ yếu tập trung vào việc xử lý nước thải từ các nguồn như nhà hàng, khách sạn, nhà máy chế biến thủy sản, lò mổ, và lò quay gia cầm, gia súc.

Hình 2 11 Sơ đồ hệ thống bể tuyển nổi [7]

Hấp phụ lý học là quá trình khi một phân tử tiếp xúc với bề mặt chất hấp phụ, nó sẽ thâm nhập vào các khe rỗng và gắn kết với bề mặt nhờ các lực vật lý như lực Van der Waals Các hạt bị hấp phụ vẫn giữ được sự tự do di chuyển trên bề mặt hấp phụ Hơn nữa, hấp phụ nhiều lớp xảy ra khi các lớp hạt mới được hấp phụ lên những lớp hạt đã có sẵn trước đó.

Hấp phụ hóa học (Chemisorption) là quá trình dính bám giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ thông qua các phản ứng hóa học Trong lĩnh vực xử lý nước và nước thải, hầu hết các quá trình hấp phụ diễn ra là sự kết hợp của hấp phụ vật lý và hóa học.

Khả năng hấp phụ của một chất phụ thuộc vào:

- Diện tích bề mặt của chất hấp phụ, diện tích tăng  Khả năng hấp phụ tăng.

- Hàm lượng chất bị hấp phụ (chất vô cơ).

- Đặc tính thủy động học.

- Cơ chế cầu nối lý - hóa (phụ thuộc vào pH).

Chất hấp phụ vô cơ:

- Tự nhiên: Sét/ Alumina; Zeolites; Silica gel.

- Nhựa trao đổi ion: Macromolecular Resins (Polymer gel 300 m 2 /g); than hoạt tính

Chất hấp phụ có diện tích bề mặt từ 1000 đến 1500 m²/g, được ứng dụng rộng rãi trong việc loại bỏ các chất tẩy rửa, thuốc nhuộm (khử màu), hợp chất chứa chlorine, dẫn xuất phenol hoặc hydroxyl, cùng với các hợp chất gây mùi và vị, ô nhiễm vi lượng như thuốc trừ sâu, kim loại nặng, và ete.

Quá trình hấp phụ chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố quan trọng như khuấy trộn, tính chất của chất hấp phụ, độ hòa tan của chất bị hấp phụ, pH, nhiệt độ và kích thước phân tử của chất bị hấp phụ Những yếu tố này đóng vai trò quyết định trong hiệu quả và tốc độ hấp phụ, ảnh hưởng đến khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm trong môi trường.

Hình 2 12 Sơ đồ một số loại tháp hấp phụ.

Bản chất quá trình trao đổi ion:

Quá trình trao đổi ion chuyển đổi muối thành các axit tương ứng thông qua nhựa trao đổi ion dương gốc hydro, trong khi axit được loại bỏ bằng nhựa trao đổi ion âm.

Hai loại nhựa này được sử dụng trong các cột trao đổi ion tách rời, nơi nước đi qua cột nhựa đầu tiên và sau đó là cột thứ hai Quá trình này được gọi là khử khoáng 2 bậc.

Trong quá trình xử lý nước, cột trao đổi cation thường được đặt trước cột trao đổi anion Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt, thứ tự này có thể được sắp xếp ngược lại.

Hai loại nhựa trao đổi ion có thể kết hợp trong một cột trao đổi, được gọi là cột nhựa trao đổi ion hỗn hợp (mixed bed).

Các muối hòa tan trong nước phân ly thành các ion dương (cation) và ion âm (anion), cho phép dung dịch dẫn điện và được gọi là chất điện phân (electrolytes) Dung dịch này luôn duy trì trạng thái trung hòa điện Một trong những ứng dụng của chất điện phân là trong tháp hấp phụ dạng tầng.

1 Tháp hấp phụ; 2 Phểu nạp chất hấp phụ; 3 Ống dẫn chất hấp phụ; 4 Lưới d = 5÷ 10 mm; 5 Bình chứa. b) Tháp hấp phụ 3 tầng

1 Tháp; 2 Lười; 3 Chất chảy truyền chất hấp phụ; 4 Thùng chứa.

PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

Nước thải từ nhiều ngành công nghiệp thường chứa axit hoặc kiềm, vì vậy việc trung hòa nước thải là cần thiết để ngăn chặn hiện tượng xâm thực và bảo vệ quá trình sinh hóa tại các công trình xử lý nước Trung hòa nước thải cũng giúp loại bỏ một số kim loại nặng, đồng thời điều chỉnh pH về khoảng 6,6 – 7,6 để đảm bảo hiệu quả xử lý sinh học.

Trong quá trình trung hòa bùn cặn, lượng bùn hình thành phụ thuộc vào nồng độ, thành phần nước thải và loại tác nhân được sử dụng.

Một số hóa chất thường dùng để trung hòa như: CaCO3, CaO, MgE, Mg(OH)2, CaO

0,6MgO0,4, (Ca(OH)2)0,6(Mg(OH)2)0,4, NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3…

Ngoài ra, có thể tận dụng nước thải có tính acid trung hòa nước thải có tính kiềm hoặc ngược lại.

Clo là một chất oxi hóa mạnh, và khi nó phản ứng với nước, cả dạng đơn chất lẫn hợp chất của clo sẽ tạo ra axit hypoclorơ (HClO), một chất có khả năng diệt trùng hiệu quả.

Cl2 + H2O → HClO + HCl Ca(OCl)2 + H2O → 2HClO + CaO

Quá trình tiêu diệt vi sinh vật bắt đầu khi chất diệt trùng xâm nhập qua màng tế bào Sau đó, chất này phản ứng với các enzyme bên trong, làm cản trở quá trình trao đổi chất trong nhân tế bào, dẫn đến sự tiêu diệt của tế bào vi sinh vật.

Hiệu quả khử trùng phụ thuộc: Nhiệt độ tăng → Hiệu quả khử trùng tăng.

Hàm lượng tạp chất: Nồng độ tạp chất càng cao → Hiệu quả khử trùng càng giảm. pH: hiệu quả cao khi pH từ 6 - 7.

Lượng Clo dư từ 0.2 - 0.3 mg/l → đạt hiệu quả hoàn toàn.

Khả năng diệt trùng của Clo chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng axit hypochlorous (HOCl) trong nước, mà nồng độ này lại bị ảnh hưởng bởi pH của nước Cụ thể, tại pH = 6, tỷ lệ HOCl đạt 99,5% và OCl chỉ chiếm 0,05% Khi pH tăng lên 7, tỷ lệ HOCl giảm xuống còn 79%, trong khi OCl tăng lên 21% Ở pH = 8, HOCl chỉ còn 25% và OCl chiếm 75%, cho thấy sự chuyển đổi đáng kể giữa hai dạng này khi pH thay đổi.

Tức là pH của nước càng cao hiệu quả khử trùng bằng Clo càng giảm.

Các hóa chất khử trùng gốc Clo:

Clo nguyên chất chủ yếu được sử dụng trong quá trình khử trùng Trong kỹ thuật xử lý nước, clo hóa lỏng được áp dụng ở áp suất cao, sau đó bốc hơi và hòa tan vào nước thông qua thiết bị đặc biệt gọi là clorato.

Canxi hypoclorit (Ca(ClO)2) là sản phẩm được tạo ra từ quá trình bão hòa canxi hydroxit (Ca(OH)2) bằng hơi clo Hợp chất này không có khả năng hút ẩm, do đó có thể được bảo quản lâu dài trong môi trường tối và khô ráo.

Clorua vôi CaOCl2: là sản phẩm của quá trình phản ứng giữa clo và vôi tôi, CaO +

Cl2 = CaOCl2 Sản phẩm này dễ hút ẩm và phân hủy → bảo quản cẩn thận nơi kho tối,khô ráo, cẩn thận.

Clo đioxit (ClO2) là một loại khí màu xanh, dễ hòa tan nhưng không bền dưới ánh sáng Chất này thường được sử dụng để khử trùng nước có chứa phenol hoặc các chất hữu cơ cao, và khả năng diệt trùng của nó ở pH=7 tương đương với clo.

Natri hipoclorit (NaClO) được sản xuất thông qua quá trình điện phân muối ăn hoặc phản ứng trực tiếp giữa clo và NaOH Hàm lượng clo hoạt tính trong NaClO phụ thuộc vào các điều kiện phản ứng, với nhiệt độ cao và pH thấp làm tăng khả năng phân hủy của dung dịch, dẫn đến sự giải phóng Cl2 và gây ô nhiễm môi trường.

Nước thải công nghiệp chứa các chất bẩn hữu cơ và vô cơ, trong đó chất hữu cơ như đạm, mỡ, đường, phenol và nito có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật qua phương pháp sinh hóa Tuy nhiên, một số chất vô cơ, đặc biệt là kim loại độc hại, không thể xử lý bằng phương pháp này và thường yêu cầu phương pháp hóa học hoặc hóa lý, phổ biến nhất là oxy hóa khử Để làm sạch nước thải, các tác nhân oxy hóa như clo, dioxit clo, clorat canxi, hypoclorit và permanganat kali được sử dụng để chuyển đổi chất độc hại thành chất ít độc hại hơn Mặc dù quá trình này tiêu tốn nhiều hóa chất và thường chỉ được áp dụng khi các phương pháp khác không khả thi, nhưng gần đây, một số doanh nghiệp Việt Nam đã phát triển thành công máy phát Ozon với chi phí thấp, dễ vận hành và tiết kiệm điện năng.

Các phương pháp điện hóa cho phép thu hồi nước thải với sản phẩm có giá trị thông qua các sơ đồ công nghệ đơn giản và dễ tự động hóa, không cần sử dụng hóa chất Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là tiêu hao điện năng cao Phương pháp điện hóa có thể được thực hiện theo hình thức gián đoạn hoặc liên tục.

Hiệu suất được đánh giá dựa trên nhiều yếu tố quan trọng như mật độ dòng điện, điện áp, hệ số sử dụng hữu ích của điện áp, hiệu suất theo dòng và hiệu suất theo năng lượng Những yếu tố này đóng vai trò then chốt trong việc xác định hiệu quả hoạt động của hệ thống điện.

PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Mục đích của quá trình này là tận dụng hoạt động sống và sinh sản của vi sinh vật để ổn định các hợp chất hữu cơ, chuyển đổi các thành phần dễ phân hủy sinh học thành các sản phẩm cuối có thể chấp nhận được Đồng thời, quá trình này cũng giúp khử các chất dinh dưỡng như nitơ (N) và photpho (P), bắt giữ các chất rắn và hạt keo vào sinh khối, cũng như loại bỏ các thành phần chất hữu cơ vết.

Xử lý sinh học gồm các bước:

- Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh.

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải.

- Loại bỏ các bông cặn sinh học ra khỏi nước bằng quá trình lắng trọng lực.

Xử lý sinh học có thể chia làm 3 loại:

- Quá trình hiếu khí (bùn hoạt tính): xảy ra trong điều kiện đủ oxy;

- Quá trình kỵ khí: xảy ra trong điều kiện không có oxy;

- Quá trình thiếu khí: xảy ra trong điều kiện thiếu oxy.

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí sử dụng các vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong điều kiện có oxy và bao gồm ba giai đoạn chính.

Oxy hóa các chất hữu cơ:

CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + ∆H Tổng hợp tế bào mới:

CxHyOz + O2 + NH3 → Tế bào vi khuẩn (C5H7O2N) + CO2 + H2O - ∆H

Nguyên tắc hoạt động của bể Aerotank là khi nước thải vào bể, các bông bùn hoạt tính được hình thành từ các phân tử cặn lơ lửng Vi khuẩn hiếu khí, cùng với động vật nguyên sinh, nấm và xạ khuẩn, phát triển tạo ra các bông bùn màu nâu sẫm, có khả năng hấp thụ chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan Những vi khuẩn này sử dụng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn, chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và tế bào mới Lượng bùn hoạt tính trong Aerotank tăng dần và sau đó được tách ra tại bể lắng đợt hai, một phần bùn sẽ quay lại bể Aerotank để tiếp tục quá trình xử lý nước thải Aerotank hoạt động dựa trên các chủng vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ trong nước thải.

Aerotank truyền thống là quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, trong đó vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ dễ phân hủy làm dinh dưỡng để phát triển Quá trình này giúp tăng sinh khối vi sinh và giảm nồng độ ô nhiễm trong nước thải Để tăng cường không khí trong bể Aerotank, các thiết bị cấp khí như máy sục khí bề mặt và máy thổi khí được sử dụng.

Quy trình phân huỷ được mô tả như sau:

Để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí Aerotank, cần đảm bảo rằng nước thải có sự hiện diện của VSV, chất hữu cơ và O2, từ đó tạo ra CO2, H2O và VSV mới Các điều kiện áp dụng phương pháp này là yếu tố quan trọng để đạt hiệu quả tối ưu trong quá trình xử lý.

Tỉ lệ BOD/COD lớn hơn 0,5 thường xuất hiện trong các loại nước thải như nước thải sinh hoạt, nước thải từ nhà máy chế biến hải sản, nhà máy đường, thực phẩm, thủy sản và giấy Những loại nước thải này thường đảm bảo các yếu tố liên quan đến chất lượng nước.

- Quá trình phản ứng yêu cầu DO từ 1,5 – 2 mg/l;

- pH yêu cầu dao động trong khoảng từ 6,5 – 7,5;

- Duy trì hàm lượng dinh dưỡng trong bể tương ứng với tỉ lệ: BOD : N : P = 100:5:1;

- Nước ô nhiễm có BOD thuộc khoảng 0,3 – 0,5 [6].

Diện tích bề mặt lắng:

- Qmax: Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất, Qmax = 25 m 3 /h;

- v: Vận tốc đi lên của giọt dầu 150 μm [3], v = 5,7 m/h.

Chiều dài bể vớt dầu: L = S/W = 6/2 = 3 m.

Bố trí ngăn phân phối nước đầu vào và thu nước đầu ra cách tường 1 – 1,2 m (trang 22/[5]), chọn 1m Ta có chiều dài tổng của bể L = 3 + 2 = 5 m.

Máng phân phối và thu nước

Ngăn phân phối nước vào chiếm 5% diện tích bể [6]:

Ngăn thu nước đầu ra chiếm 10% diện tích bể [6]:

Máng thu dầu thường có đường kính 200 – 360 mm, mép máng phải phẳng và ngang bằng mực nước (trang 22/[10]) Chọn đường kính máng thu dầu D = 200 mm bằng vật liệu inox304.

Tính đường kính đục lỗ dẫn nước sang bể điều hòa

Lưu lượng nước dẫn ra khỏi bể: Qmax = 25 m 3 /h.

Vận tốc nước thoát ra v = 0,15 m/s [3]. Đường kính đục lỗ dẫn nước ra:

Tính toán lượng dầu thải mỗi ngày:

Lượng dầu thải đầu vào 40 mg/l.

Lượng dầu thải mất đi là 65%: 40 x 65% = 26 mg/l.

Lượng dầu thu được mỗi ngày:

Vdầu = 26 mg/l x 10 -6 kg/mg x 240 m 3 /ngày x 1000 l/m 3 = 6,24 kg/ngày

1 lít dầu xấp xỉ bằng 0,8 kg.

Vdầu = 6,24 kg/ngày ÷ 0,8 l/ngày = 7,8 l/ngày.

Tính toán lượng bùn mỗi ngày:

Hàm lượng TSS đầu vào bể: 155 mg/l.

Lượng TSS mất đi sau quá trình lắng là 8%: 155 x 8% = 12,4 mg/l.

Lượng bùn TSS sinh ra mỗi ngày:

GTSS = 12,4 mg/l x 10 -6 kg/mg x 240 m 3 /ngày x 1000 l/m 3 = 2,98 kg/ngày.

Hàm lượng BOD 5 đầu vào bể: 250mg/l

Lượng BOD5 mất đi sau quá trình lắng là 8%: 250 x 8% = 20 mg/l.

Lượng bùn BOD5 sinh ra mỗi ngày:

GBOD5 = 20 mg/l x 10 -6 kg/mg x 240 m 3 /ngày x 1000 l/m 3 = 4,8 kg/ngày.

Giả sử bùn tươi của nước thải có hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), khối lượng riêng của bùn tươi là 1,053 kg/l Vậy lượng bùn sinh ra mỗi ngày là:

Vì lưu lượng bùn ít nên chọn thời gian lưu bùn tại bể là 5 ngày.

Thể tích bùn sau 5 ngày tại bể: Vb = Qb x t = 0,15 m 3 /ngày x 5 ngày = 0,75 m 3 Thời gian xả bùn chọn 10 phút.

Lượng bùn xả trong 10 phút là: Qx = (0,75 x 60)/10 = 4,5 m 3 /h.

Chiều cao trung bình vùng chứa cặn:

5×2=0,075m. Độ dốc hố thu cặn không nhỏ hơn 45 o

Tính toán đường ống dẫn bùn

Với v: Vận tốc nước trong đường ống 0,3  0,7m/s, chọn v = 0,7 m/s.

Chọn ống nhựa Tiền Phong, uPVC DN=∅49mm, OD=∅49 mm.

Kiểm tra vận tốc nước trong ống: v=4×Q x π × D 2 = 4×4,5 π ×3600×0,049 2 =0,6m/s. Thỏa quy phạm v = 0,3  0,7 m/s.

Tính toán chiều cao xây dựng bể

- Hct: Chiều cao công tác bể, Hct = 0,65 m;

- Hcặn: Chiều cao trung bình vùng chứa cặn, Hcặn = 0,075 m;

- Hbv: Chiều cao bảo vệ, chọn Hbv = 0,5 m.

Thể tích hữu ích bể: V = L x W x Hct = 5 x 2 x 0,65 = 6,5 m 3

Thể tích xây dựng bể: Vxd = V + Vb = (6,5 x 2 x 1,15) + 0,75 = 15,7 m 3

- 1,15 = chiều cao công tác + chiều cao bảo vệ = 0,65 + 0,5;

- 0,75: thể tích phần chứa bùn.

Tính thời gian lưu của bể: t = V/Qmax = 6,5/25 = 0,26 h = 15,6 phút.

Tường chắn dòng nước ra nhúng chìm ở độ sâu gần 1/2 chiều sâu bể [6]:

Hcd được tính bằng công thức Hcd = 0,5 x 1,15 = 0,575 m Để tối ưu hóa việc thu gom bùn lắng tại hố thu cặn đầu bể, cần trang bị thiết bị gạt bùn Đáy bể được thiết kế với độ dốc i = 0,01 (trong khoảng 0,01 đến 0,02) ngược với hướng dòng chảy của nước, trong khi đáy vùng chứa cặn có độ dốc i = 0,01 hướng về phía ống xả bùn.

Lượng bùn cần bơm ra khỏi bể là: Qx = 4,5 m 3 /h.

- h1 = 1,42 m: Chiều cao xây dựng bể;

- h2 = 1m: Tổn thất cục bộ qua các co, tê, lơi;

- ρb : Khối lượng riêng của bùn; ρb = 1020 kg/m 3 ;

Công suất thực của bơm: Ntt = β × N = 2 x 0,05 = 0,111 kW.

Trong đó: β: Hệ số dự trữ

→ Chọn 2 bơm chìm TSURUMI có công suất như nhau (2 máy hoạt động luân phiên).

Bảng 4 4 Thông số thiết kế bể tách dầu

STT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị

3 Chiều cao xây dựng bể H 1,25 m

Nhiệm vụ chính là ổn định lưu lượng và nồng độ các chất vào công trình xử lý, nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sinh học Điều này giúp giảm thiểu hiện tượng sốc do tăng tải trọng đột ngột, pha loãng các chất ức chế, và duy trì pH ổn định mà không cần sử dụng nhiều hóa chất Hệ thống cũng đảm bảo cung cấp nước thải liên tục cho các bể sinh học, ngay cả khi các phân xưởng không xả nước.

Thời gian lưu nước trong bể điều hòa, t = 4 – 12h Chọn t = 6h [11]

Thể tích hữu ích của bể điều hòa:

V = Q max h × t = 25 × 6 = 150 m 3 Chọn chiều cao hữu ích của bể Hi = 4 m, chiều cao bảo vệ của bể Hbv = 0,5 m.

Vậy chiều cao xây dựng của bể điều hòa H = 4 + 0,5 = 4,5 m.

Vậy thể tích thực của bể điều hòa: Vđh = 5 × 7 × 4,5 7,5 m 3

Máy thổi khí và hệ thống cấp khí đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì môi trường sạch sẽ cho bể điều hòa Để ngăn chặn hiện tượng lắng cặn và mùi hôi, cần cung cấp một lượng khí thường xuyên, giúp cải thiện chất lượng nước và đảm bảo sự hoạt động hiệu quả của hệ thống.

Lượng không khí cần thiết:

- qkk: Lượng không khí cần cấp để xáo trộn, qkk = 0,01 – 0,015 m 3 /m 3 phút, chọn qkk

Sử dụng hệ thống cấp khí là các đĩa thổi khí bố trí đều trên diện tích bể.

Chọn đĩa phân phối khí của hãng Rehau – Germany, đường kính đĩa D270.

Cường độ thổi khí từ 8 – 10 m 3 /h Chọn r = 4,1 m 3 /h. n=Q kk

Hệ thống ống phân phối khí từ máy thổi khí được lắp đặt dọc theo thành bể, nằm dưới hành lang công tác, nhằm phân phối khí đều xuống đáy bể Ống phân phối khí chính được bố trí theo chiều rộng của bể, trong khi các ống nhánh được sắp xếp song song với chiều dài bể.

Bể có chiều dài được thiết kế với tâm hai đĩa cách nhau 1 mét và cách vách bể 0,5 mét Hệ thống phân phối khí bao gồm 5 ống nhánh, trong đó hai ống nhánh được bố trí cách nhau 1 mét và cũng cách thành bể 0,5 mét.

Số đĩa phân phối khí trên mỗi nhánh là: 1 ống nhánh được bố trí 7 đĩa

Tính toán đường kính ống dẫn khí chính

Với lưu lượng không khí Qkk = 144 m 3 /h = 0,04 m 3 /s, vận tốc khí trong ống là: v = 10 – 15m/s Ta chọn 𝑣𝑘 = 13 m/s. Đường kính ống dẫn khí chính:

- v là vận tốc trong ống dẫn khí, v = 10 – 15 m 3 /s, chọn v = 13 m 3 /s.

Chọn đường kính ống dẫn khí chính là ống thép Hòa Phát có DN = ∅65 mm,

OD = ∅76,3 mm. Đường kính ống nhánh:

Ta có 5 ống nhánh phân phối khí nên lưu lượng qua mỗi ống nhánh là: Qn = Qkk/5 = 144/5 = 28,8m 3 /h = 0,008m 3 /s Chọn vận tốc khí trong ống nhánh là 𝑣𝑘 = 10m/s.

Chọn đường kính ống nhánh là ống thép Hòa Phát có DN =∅32 mm, OD= ∅42,7 mm.

Tính toán máy thổi khí Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén khí được xác định theo công thức:

- hd: Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, giá trị này không vượt quá 0,4 m

- hc: Tổn thất áp lực cực bộ, giá trị này không vượt quá 0,4m.

- hf: Tổn thất qua thiết bị phân phối, giá trị này không vượt quá 0,5m.

- h: Chiều cao hữu ích của bể điều hòa, h = 4,5m Áp lực khí nén: p,33+H ct

Công suất máy thổi khí:

- P : áp lực chân không, P = 1,56 atm.

- q khí : lưu lượng khí, q khí =0,09m 3 /s.

- η: hiệu suất máy thổi khí, η=0,7−0,9 Chọn η=0,8.

Trong đó : β : Hệ số dự trữ

Chọn máy thổi khí Taiko Kikai, Nhật Bản công suất 1,5 Kw, 02 máy hoạt động luân phiên.

Hệ thống máy bơm nước thải từ bể điều hòa sang bể keo tụ tạo bông được thiết kế với 2 máy bơm, bao gồm 1 máy bơm chính và 1 máy bơm dự phòng Hai máy bơm này hoạt động thay phiên nhau để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong quá trình xử lý nước thải Công suất của các máy bơm được tính toán để đáp ứng nhu cầu của hệ thống.

- Qtb s: Lưu lượng nước thải giây, Qtb s = 0,0027 m 3 /s;

- : Khối lượng riêng của nước,  = 1000 kg/m 3 ;

Công suất thực máy bơm bằng 1,2 lần công suất tính toán:

Trong đó: β : Hệ số dự trữ

Với 1kW = 1,34HP, công suất máy bơm:

→ Chọn 2 bơm chìm TSURUMI có công suất như nhau (2 máy hoạt động luân phiên cài đặt thời gian theo phao). Đường kính ống dẫn nước ra:

Chọn đường kính ống dẫn nước ra là ống thép Hòa Phát có DN =∅40 mm, OD= ∅48,6 mm.

Bảng 4 5 Các thông số thiết kế bể điều hòa

STT Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị

4 Đường kính ống dẫn nước ra mm 40

5 Đường kính ống dẫn khí chính mm 65

6 Đường kính ống dẫn khí nhánh mm 32

7 Số đĩa phân phối khí trên ống nhánh Đĩa 7

Bể sinh học này có chức năng khử Nitrogen, với vi khuẩn trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng và bám dính trên vật liệu Vi sinh thiếu khí phát triển trên vật liệu Plastic có bề mặt riêng lớn và ở dạng lơ lửng Sau khi xử lý tại bể Anoxic, nước thải sẽ tự chảy sang bể sinh học hiếu khí Aerotank để tiếp tục quá trình xử lý.

Mục tiêu xử lý N - NO3 - → N2 có trong nước thải.

Nguyên tắc: dùng các vi sinh vật thiếu khí ( điều kiện nồng độ O2 < 0,6 mg/l) để khử nitrat.

- Lưu lượng ngày: Q = 240 m 3 /ngày.đêm.

- Lưu lượng trung bình giờ: Q tb h =¿10 m3/h.

- Lượng NOx dòng vào, NO x mg/l

- Lượng Nr dòng ra, Nr = 16 mg/l.

- Tỷ số nội tuần hoàn:

Thỏa điều kiện: QIR= 100 – 400 % Qtb h

Lưu lượng nước tuần hoàn từ Aerotank về bể Anoxic:

Lưu lượng bùn tuần hoàn từ lắng II về bể Anoxic:

Với hệ số tuần hoàn: ∝ = 0,78 ( tính toán ở bể Aerotank)

Vano = (Qtb h + QIR + Qthb) x t = (10+ 32,3 + 7,8) x 1,5 = 75 m 3 Thông số thiết kế thời gian lưu nước: t = 1,5 – 2 h Chọn t = 1,5 h (Nguồn: [12]).

 H hi : chiều cao hữu ích Chọn 4m;

 H bv : chiều cao bảo vệ chọn 0,5m ( 0,3 – 0,5 m).

Diện tích mặt bằng bể:

Chọn chiều rộng bể: Bano = 4 m.

Chọn chiều dài bể: Lano = 5 m.

Thể tích xây dựng bể Anoxic:

Nồng độ sinh khối trong bể

– Y: Hệ số sản lượng tế bào, Y = 0,4 – 0,8 mgVSS/mg BOD5 [11]  chọn Y 0,6 mgVSS/mg BOD5;

– kd: Hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,025 – 0,075 g/g.ngày [11]  chọn k d 0,05 g/g.ngày;

– SRT: Thời gian lưu bùn, SRT = 5 – 15 ngày [11]  chọn SRT = 10 ngày.

– So: là nồng độ BOD vào bể, S0 = 218,5 mg/l;

– V: là thể tích bể Anoxic, V = 75 m 3 ;

– Xb: là nồng độ sinh khối trong bể, Xb = 2796,8 mg/l.

Tính toán tỷ lệ khử nitrat

Kiểm tra nồng độ nitrat bị khử trong bể Anoxic ở thời gian lưu nước 1,5h

NO3 – Nr = 75 × 0,04 × 2800 = 8400 g/ngày = 8,4 kg/ngày.

– Vanoxic : Thể tích bể Anoxic, V = 75 m 3 ;

– MLVSS: Tổng lượng sinh khối + chất rắn hoà tan trong bể Aerotank, MLVSS 0,8MLSS = 0,8 × 3500 = 2800 mg/l;

– SDNR= 0,04g/g.ngày: Tỉ lệ khử nitrat g NO3 – Nr/gMLVSSngày.đêm

Lượng Nitrat tuần hoàn lại bể Anoxic là:

(Tổng lượng tuần hoàn) (Lượng Nitrat trong bùn hoạt tính)

= 10464 g/ngày = 10,464 kg/ngày Trong đó

– α : Tỷ số tuần hoàn bùn của bể Anoxic, α = 0,78.

– Ni: Lượng N - NO3 tuần hoàn từ bể Aerotank, Ni = 10,9 mg/l.

Chọn năng lượng khuấy: 5 (W/m 3 ); từ 3 – 10 (W/m 3 )

Công suất mô tơ khuấy

Hiệu suất của động cơ ղ= 80%

Công suất của động cơ máy khuấy

Chọn 4 máy khuấy chìm Tsurumi – 0,4, Công suất 0,4 (kW).

Kích thước lỗ tự chảy từ bể Anoxic vào bể Aerotank

Chọn lỗ có kích thước 300mm x 300mm. Đường kính dẫn nước tuần hoàn từ bể Aerotenk sang Anoxic:

Vận tốc cho phép nước chảy trong ống v = 1 – 2 m/s, chọn vận tốc nước vào bể là 2 m/s, với lưu lượng nước thải tuần hoàn 7,8m 3 /h.

Chọn ống nhựa Tiền Phong, uPVC DN=∅42 mm, OD=∅42 mm.

- Thân và cánh được chế tạo từ vật liệu gang đúc C200, trục từ thép không gỉ

- Thanh ray, xích nâng hạ bơm: thép không gỉ

Chọn hai máy bơm chìm có công suất tương đương để hoạt động luân phiên, giúp đảm bảo hiệu suất bơm ổn định Chế độ bơm alarm sẽ hỗ trợ loại bỏ tình trạng ngập bể, nâng cao tính an toàn cho hệ thống Đường kính ống dẫn bùn từ bể lắng II về khu vực Anoxic cần được thiết kế hợp lý để tối ưu hóa quá trình tuần hoàn.

Vận tốc cho phép nước chảy trong ống v = 0,7 – 1,5 m/s, chọn vận tốc nước vào bể là 1,

0 m/s, với lưu lượng nước thải tuần hoàn 0,005 m 3 /s

Chọn ống nhựa Tiền Phong, uPVC DN=∅49 mm, OD=∅49 mm.

Chọn theo catalogue, ta chọn 2 bơm bùn ly tâm trục ngang.

Bảng 4 6 Các thông số thiết kế bể Anoxic

STT Thông số thiết kế Đơn vị Giá trị

Bể aerotank hoạt động dựa trên hệ thống sục khí xáo trộn, có nhiệm vụ hòa tan oxy và kết hợp với bùn hoạt tính để giảm thiểu hàm lượng BOD5 và COD trong nước thải Quá trình xáo trộn và khuếch tán oxy được thực hiện thông qua phương pháp sục khí hiệu quả.

Bể Aerotank là hệ thống xử lý nước thải, nơi vi sinh vật lơ lửng bùn hoạt tính phân hủy các hợp chất hữu cơ, nitơ (N) và phốt pho (P) Các loại bể Aerotank khác nhau được thiết kế dựa trên kích thước và hình dạng, cùng với chế độ sục khí phù hợp Nhờ vào lượng khí cung cấp, vi sinh vật hiếu khí phát triển mạnh mẽ, giúp phân hủy chất ô nhiễm thành CO2 và nước, đồng thời tạo ra sinh khối lắng thứ cấp Hiệu quả xử lý BOD5 và COD của bể Aerotank đạt được rất cao.

75 – 90%, phụ thuộc vào các yếu tố như pH, nồng độ oxy, nhiệt độ, lượng bùn,…

Quá trình xử lý trong bể Aerotank xảy ra 3 giai đoạn:

– Giai đoạn 1: Tốc độ oxy hóa xác định bằng tốc độ tiêu thụ oxy.

– Giai đoạn 2: Bùn hoạt tính khôi phục khả năng oxy hóa đồng thời oxy hóa tiếp những chất hữu cơ chậm oxy hóa.

– Giai đoạn 3: Giai đoạn nito hóa và các muối amon.

Bước 1: Ammonium được chuyển thành nitrite được thực hiện bởi Nitrosomonas:

NH4+ + 1,5 O 2 → NO2- + 2 H+ + H 2 O Bước 2: Nitrite được chuyển thành nitrate được thực hiện bởi loài Nitrobacter:

NO2- + 0,5 O 2 → NO3- Tổng hợp 2 phản ứng như sau:

Các thông số đầu vào:

- Lưu lượng nước thải đầu vào : Q$0m 3 /ngày

Thông số dòng ra của bể Aerotank (sau bể lắng sinh học) :

- Nước thải sau lắng chứa 149mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học.

Bảng 4 7 Các thông số tính toán bể Aerotank

Hàm lượng bùn hoạt tính sinh ra trong bể

X = MLVSS = 3.500 (mg/l) (MLVSS chọn bằng 2.800 – 4.000 mg/l)

Hàm lượng bùn tuần hoàn X r

X r = 8.000 (mgVSS/l) (hàm lượng bùn tuần hoàn thường là 4.000

Thời gian lưu bùn trung bình trong bể

Hàm lượng vi sinh đầu vào X 0 = 0

Hệ số sản lượng Y = 0,6 mg bùn/mg BOD 5 bị tiêu thụ bởi vi sinh (Y thường từ 0,4 – 0,8)

Hệ số phân hủy nội bào K d = 0,08 ngày −1 (0,02 – 0,1)

Tính toán: thời gian cần thiết để nitrat hóa – thời gian cần thiết để khử BOD 5 trong bể Aerotank:

Các thông số tính toán:

– Công suất cần xử lý: Qtb ngày = 240 m 3 /ngày.

– Hàm lượng BOD5 đầu vào: S0 4,8 mg/l.

– Hàm lượng BOD5 đầu ra: S = 26,22 mg/l.

– Nồng độ bùn hoạt tính trong bể: X = 3500 mg/l.

– Nhiệt độ thấp nhất về mùa đông: khoảng nhiệt độ thấp nhất về mùa đông hằng năm là: [22 0 C – 32 0 C]; chọn T = 25 0 C.

– Hàm lượng oxy hòa tan trong bể: DO = 2 mg/l.

– Giả sử: nước thải đầu vào chỉ có amonia.

– Hàm lượng NH4 + đầu vào: N0 = 80 mg/l.

– Hàm lượng NH4 + đầu ra: N = 12,3 mg/l.

Xác định tốc độ tăng trưởng riêng của vi khuẩn nitrat hóa trong điều kiện vận hành bể ổn định: μ N = μ Nmax × ( K N N + N 0 0 ) ( DO K O 2 +DO ) ( e 0,098× ( T−15 ) ) [ 1- 0,833×( 7,2 − pH ) ] [10]

 KO2 = Hằng số bán tốc độ đối với O2, KO2 = 1,3 mg/l (Bảng 5-3/80/[10])

Xác định tốc độ sử dụng NH4 + (ρN ) của vi khuẩn Nitrat hóa theo hàm lượng NH4 + đầu vào: N0 = 80mg/l và hàm lượng NH4 + đầu ra: N = 12,3 mg/l ρ N =K×N

– YN∈ [0,1 ; 0,3] (mg bùn hoạt tính/mg NH4 +) (Nguồn:bảng 5-4/80/[10]) chọn

YN = 0,1mg bùn hoạt tính/mg NH4 +.

– KN∈ [0,2 ; 3] (NH4 +, N, mg/l) (Nguồn:bảng 5-4/80/[9]) chọn KN = 0,2 mg/l. – N = 12,3 mg/l. ρ N =K × N

0,2 + 12,3=3,936mg NH4 +/mg bùn.ngày.

Xác định thành phần hoạt tính của vi khuẩn nitrat hóa trong bùn hoạt tính:

Thời gian cần thiết để diễn ra quá trình nitrat hóa với hàm lượng NH 4 + đầu vào :

N 0 = 80 (mg/l) và hàm lượng NH 4 + đầu ra: N = 12,3 (mg/l): θ N = N 0 −N ρ N × X N

Xác định tốc độ oxy hóa (giảm) BOD 5 (mg/l) cho 1 (mg/l) bùn hoạt tính trong 1 ngày.

 chọn Y = 0,6mg bùn hoạt tính / mg BOD5 (Nguồn: bảng 5-1/71/[10])

 chọn Kd = 0,05ngày -1 (Nguồn: bảng 5-1/71/[10])

Thời gian cần thiết để khử BOD 5 : θ BO D 5 =S 0 −S ρ × X

– Hàm lượng BOD5 đầu vào: S0 = 174,8mg/l.

– Hàm lượng BOD5 đầu ra: S = 26,22mg/l.

– Nồng độ bùn hoạt tính trong bể: X = 3500mg/l. θ BO D 5 =S 0 −S ρ × X ¿ 174 0 , 24 , 8−26 × 3500 ,22 =0 , 2 ngày

Chọn thời gian lưu nước để khử BOD 5 và nitrat hóa NH 4 + :

Thời gian cần thiết để khử BOD5 và Thời gian cần thiết để diễn ra quá trình nitrat hóa: θ BO D 5 = 0,2ngày ≈ 4,8giờ. θ N = 0,05ngày ≈ 1,23 giờ.

So sánh chọn θ BO D 5 và θ N Chọn 4,8giờ (Thỏa mãn: 4 – 8 h)

– Chiều cao tổng cộng của bể:

Chọn chiều cao hữu ích H hi =4m; Chiều cao bảo vệ h bv =0,5m

– Diện tích mặt bằng bể:

– Chọn kích thước bể Aerotank:

– Lượng vi sinh cần thiết ban đầu để vận hành bể:

Tính toán lượng bùn dư thải ra mỗi ngày

– Hệ số sản lượng quan sát:

– Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS:

P X(VSS ) =Y obs ×Q ngày đêm tb ×(S 0 −S)

– Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra trong một ngày:

– Lượng bùn dư thải ra mỗi ngày:

P xả =P x(SS ) −P ra =P x ( SS ) −Q ngàyđêm tb × S ra ×10 −3 ,8−240×26,22×10 −3 ,5kgSS/ngày

– Lượng bùn xả thải ra khỏi thiết bị từ đáy bể lắng được tính từ công thức: θ C = V r X

– θ C : Thời gian lưu bùn, θ C ngày

– X : Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể X = 3500 mgVSS / l

– X e : Nồng độ sinh khối đầu ra hệ thống.

– Q e : Lưu lượng nước ra Qra = Q = 240 m 3 /ngày.đêm.

Lập cân bằng vật chất cho bể Aerotank: QX 0+Q r X r =( Q +Q r ) X

– Q : Lưu lượng nước thải, Q$0 m 3 /ngày đêm

– : Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn.

– :Hàm lượng cặn lơ lửng đầu vào bể Aerotank.

– X : Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aerotank, X 500mg/l

– : Hàm lượng của lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn, X r 00mg/l.

– Giá trị X 0 thường rất nhỏ nên coi như X 0=0.

– Khi đó, phương trình cân bằng vật chất có dạng:

– Chia hai vế phương trình (1) cho Q và đặt tỷ số Q r

Q=α, (α được gọi là hệ số tuần hoàn), ta được:

– Lưu lượng bùn tuần hoàn:

Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể Aerotank

– Tải trọng thể tích L BOD :

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép của thông số khi thiết kế bể (

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép của thông số khi thiết kế bể (

Xác định lượng khí cấp cho bể Aerotank

– Lượng BOD 20 cần xử lý mỗi ngày là:

- 0 , 68: hệ số chuyển đổi BOD 5 sang BOD 20, BOD 5 = 0 , 68 BOD 20

Nhu cầu oxy trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí bao gồm lượng oxy cần thiết để làm sạch BOD5 và oxy hóa NH4+ thành NO3- (quá trình nitrat hóa NH4+), được tính bằng kg O2/ngày.

– OC0: Lượng oxy cần thiết theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20 0 C.

– Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m 3 /ngày); Qtb ngày = 240 m 3 /ngày.

– S0: Nồng độ BOD5 đầu vào (mg/l), (g/m 3 ); S0 = 174,8 mg/l.

– S: Nồng độ BOD5 đầu ra (mg/l), (g/m 3 ); S = 26,22 mg/l.

– 1,42: Hệ số chuyển đổi từ tế bào sang COD.

– N0: Hàm lượng NH4 + vào bể Aerotank; N0 = 80 mg/l, g/m 3

– N: Hàm lượng NH4 + ở đầu ra bể Aerotank; N = 12,3 mg/l, g/m 3

– 4,57: Hệ số sử dụng oxy khi oxy hóa NH4 + thành NO3 -.

Lượng oxy cần thiết trong điều kiện thực tế - lượng oxy cần thiết trong điều kiện nhiệt độ nước thải khác 20 0 C:

Chọn nhiệt độ nước thải là 30 0 C

– β: Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối, đối với nước thải thường lấy β = 1.

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG PHƯƠNG ÁN 298 1 Bể SBR

Do công trình 2 chỉ thay đổi ở phần công trình sinh học nên ta chọn tính SBR, bể chứa bùn và các bể khác sẽ có thông số giống nhau.

Bể hoạt động gián đoạn SBR là một hệ thống xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính theo phương pháp làm đầy và xả cặn Hệ thống này bao gồm 5 quá trình chính: Làm đầy, Phản ứng, Lắng, Làm trong và Xả cặn, giúp tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước thải.

- Hàm lượng BOD đầu vào: BOD5 vào = 218,5 mg/l.

- Hàm lượng COD đầu vào: CODvào = 290,7 mg/l.

- Tổng Nito dòng vào: 80 mg/l

Bước 1 Xác định các thông số cần thiết:

COD có khả năng phân hủy sinh học bCOD: bCOD = 1,6 × BOD = 1,6 × 218,5 = 349,6 g/m 3

Hàm lượng cặn lơ lửng bay hơi trong dòng vào:

Trong đó: VSS:TSS = 0,8 (quy phạm: 0,8 – 0,9)

Hàm lượng cặn lơ lửng bay hơi không có khả năng phân hủy sinh học trong dòng vào: nbVSS = VSS x (1 – 0,69) = 102,6 x (1 – 0,69) = 31,8 g/m 3

Hàm lượng chất trơ trong dòng vào iTSS: iTSS = TSS – VSS = 128,3 – 102,6 = 25,7 g/m 3

Bước 2 Xác định chu kì vận hành của bể:

Thời gian dòng thải vào = 24 h/ngày.đêm.

Số chu kì trong ngày: m = 3 chu kì.

Chọn hệ thống SBR với n = 2 đơn nguyên, trong đó một đơn nguyên đang được làm đầy trong khi đơn nguyên còn lại thực hiện các quá trình phản ứng, lắng và rút nước Trong suốt quá trình làm đầy bể, vẫn tiến hành thổi khí để duy trì hiệu quả xử lý.

Thời gian có dòng thải phát sinh trong chu kì:

Tổng số chu kì làm đầy trong một ngày là:

– Thời gian làm đầy trong 1 chu kì: tF = 2 h

• Trạng thái tĩnh trong giai đoạn làm đầy = 1 h

• Trạng thái sục khí trong giai đoạn làm đầy = 1 h

– tA: thời gian phản ứng, tA = 3,5h

• Trạng thái sục khí trong giai đoạn phản ứng = 2,5 h

• Trạng thái khuấy trộn trong giai đoạn phản ứng = 1 h

– tS: thời gian lắng: tS = 2 h

– tD: thời gian tháo nước trong: tD = 0,5 h

– tI: thời gian chờ: tI = 0

Chọn SBR với 2 đơn nguyên cho phép một đơn nguyên làm đầy trong khi đơn nguyên còn lại thực hiện phản ứng, lắng và rút nước Trong suốt quá trình làm đầy bể, vẫn tiếp tục thực hiện thổi khí.

Thời gian cho một chu kì được tính theo công thức:

3,5h phản ứng (2,5h sục khí, 1h khuấy)

2h Fill, kết hợp với sục khí 4h fill Trung gian

3,5h phản ứng (2,5h sục khí, 1h khuấy)

2h Fill, kết hợp với sục khí

- VF: lượng nước làm đầy, m 3 ;

- Q: lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 240 m 3 /ngày.đêm;

- N: số chu kỳ của 2 bể, N = 6 chu kỳ.

Bước 3 Xác định V F so với tổng thể tích

Thể tích bể được tính toán dựa vào phương trình cân bằng vật chất: Tổng hàm lượng TS

S dòng vào bằng tổng hàm lượng TSS sau lắng:

Thể tích bùn lắng Thể tích bể =Nồng độ MLSS trước khi lắng

Nồng độ MLSS của bùn lắng =V s

- Chỉ số thể tích bùn: SVI = 100 ÷ 150 mg/l Giá trị SVI cao hơn nghĩa là bùn lắng không tốt Chọn SVI = 150 mg/l.

- Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính: XMLSS = 3500 mg/l

Để tạo ra một vùng thu nước hiệu quả mà không làm ảnh hưởng đến khu vực bùn, cần bổ sung thêm 30% thể tích nước sạch xung quanh lớp bùn, theo nghiên cứu của Schroeder (1982).

Xác định hệ số làm đầy:

- Thể tích của bể SBR:

Chiều cao xây dựng bể:

+ hbv: chiều cao bảo vệ, chọn hbv = 0,5m (chiều cao tính từ mặt nước đến thành bể)

Hxd = 4 + 0,5 = 4,5 m Thể tích phần chứa bùn: Vs = 0,53 x VT = 0,53 x 129 = 68,2 m 3

Chiều cao lớp bùn: hb = 0,53 x H = 0,53 x 4 = 2,12 m

Diện tích mặt bằng bể:

Chọn bể hình vuông, chiều dài và chiều rộng bể là:

Vậy, xây 2 bể SBR với kích thước xây dựng mỗi bể là: L x B x H = 6 m x 6 m x 4,5 m

Thời gian lưu nước của bể

Thời gian lưu nước tổng cộng của 2 bể: tn = n ×V T × 2 4

240 ≈ 25,7 h (thõa thời gian lưu nước từ 12 đến 50 giờ)

– VT: thể tích bể, VT = 129 m3

– Q: lưu lượng nước thải cần xử lý, Q = 240 m 3 /ngày đêm

– 24: số giờ trong một ngày

Bước 4 Xác định thời gian lưu bùn SRT

Tổng lượng bùn sinh ra trong 1 bể:

Psk x SRT = VT x XMLSS = 129 m 3 x 3500 g/m 3 x 1kg/10 -3 g = 450,1 kg = 450100 g

 Psk: tổng lượng sinh khối trong bể SBR tính theo MLSSkg/ngày

 SRT: Thời gian lưu bùn trong bể, ngày

 VT: Thể tích bể SBR, VT = 129 m 3

 XMLSS: Hàm lượng MLSS trong dòng vào, XMLSS = 3500 mg/l = 3500 g/m 3

Giả sử S0 = S0 – S với mong muốn lượng cơ chất bCOD trong dòng vào được xử lý toàn bộ, nghĩa là hiệu suất đạt cao nhất có thể.

– S0: nồng độ cơ chất của nước thải dẫn vào bể, S0 = bCOD = 349,6 g/m 3

– Y: hệ số sản lượng bùn, Y = 0,4 g VSS/g bCOD (Nguồn: 679/[5])

– kd: hệ số phân hủy nội bào, kd = 0,12 g VSS/g VSS.ngày × 1,04 (T – 20) = 0,12 × (1,04) (25-20) = 0,146 g VSS/g

VSS.ngày – fd: tỉ lệ vụn tế bào, fd = 0,15

→SRT= 26 ngày (quy phạm 10 ÷ 30 ngày).

Bước 5 Xác định nồng độ MLVSS

Nitơ bị oxy hóa = nitơ trong nước thải đầu vào – nitơ trong nước thải đầu ra – nitơ trong mô tế bào.

– PX,bio: nitơ trong mô tế bào, PX,bio(kgVSS/ngày)

– Ne: nitơ trong nước thải đầu ra, Ne = 0,5 (g/m 3 ) (Nguồn:729/[15])

– TKN: nitơ trong nước thải đầu vào, TKN = 80 (g/m 3 )

Kiểm tra quá trình nitrat hóa để xác định NH4-N được loại bỏ đến mức cho phép 0,5 g/m 3 trong vùng sục khí.

Xác định lượng N có thể bị oxi hóa :

NOX = 77,2 (g/m 3 ) = NH4-N trong nước thải đầu vào có thể bị oxi hóa

NH 4 -N bị oxi hóa trong 1 chu kỳ hoạt động:

VF(NOX) = 40 (m 3 /chu kỳ) × 77,2 g/m 3 = 3088 g/chu kỳ

VF: thể tích bể làm đầy trong 1 chu kỳ, VF = 40 m 3

NH 4 -N đang duy trì trong bể trước khi làm đầy:

VS× Ne = Ne × (VT– VF) = 0,5 (g/m 3 ) × (129 – 40) m 3 = 44,3 g

– VT: tổng lưu lượng của 1 bể, VT = 129 m 3

– Ne: nitơ trong nước thải đầu ra, Ne = 0,5 g/m 3

– VF: thể tích bể làm đầy trong 1 chu kỳ, VF = 40 m 3

Tổng lượng N bị oxi hóa trong 1 chu kỳ = VF(NOX) + VS×Ne = 3088+44,3 132,3 g

Nồng độ N bị oxi hóa trong 1 chu kỳ:

Bước 7 Xác định thời gian sục khí

Thời gian sục khí cần thiết sau khi bể đã được làm đầy nước và đạt được nồng độ NH4-

N như mong muốn, thời gian sục khí được xác định theo công thức:

– Xn: nồng độ vi khuẩn nitrate hóa, Xn (g/m 3 )

– N0: nồng độ N bị oxi hóa trong 1 chu kỳ, N0 = 24,4 (g/m 3 )

– Ne: nitơ trong nước thải đầu ra, Ne = 0,5 (g/m 3 )

– Yn: hệ số thu hoạch, Yn = 0,12 g VSS/ g NH4-N

– kdn = 0,08 g VSS/g VSS.ngày × 1,04 (T – 20) = 0,08 × (1,04) 25-20 = 0,097 (g VSS/g VSS.ngày)

– SRT: thời gian lưu bùn, SRT = 26 ngày

Thời gian thổi khí yêu cầu:

Thời gian thổi khí yêu cầu t = 4,6 giờ

DO: Nồng độ oxy hòa tan, DO = 2 mg/l

Trong quá trình làm đầy ít nhất một nửa thời gian sẽ được dùng cho việc xáo trộn không cần thổi khí Thời gian thổi khí: 2 2+4,6=5,6h

Thời gian khuấy trộn: t T =NO X (tạo thành)−NO x (ra) ρ N 2 × X = 77,2−30

Thõa mãn điều kiện đã chọn thời gian phản ứng.

Bước 8 Xác định lượng bùn phát sinh

– VT: tổng lưu lượng của 1 bể, VT = 128,6 m 3 ;

– X: nồng độ MLSS trong dòng vào, X = 3500 mg/l;

– SRT: thời gian lưu bùn, SRT = 26 ngày.

Lượng bCOD bị khử = Q (m 3 /ngày)× bCOD (g/m 3 ) = 240 × 349,6= 83904 (g/ngày) 83,9 (kg/ngày)

Lượng BOD bị khử 83 ,9 \(kgbCOD ngày \) 1,6 \(kgbCOD kgBOD \)

Hệ số thu hoạch g TSS/g BOD: Yobs= 34,6/52,4 = 0,6 (g TSS/g BOD)

Hệ số thu hoạch g VSS/g BOD: Yobs= 0,6 (g TSS/g BOD) × 0,75 (g VSS/g TSS)= 0,53 (g VSS/g BOD)

Hệ số thu hoạch g TSS/g bCOD: Yobs= 34,6/349,6 = 0,09 (g TSS/g bCOD)

Bước 9 Xác định F/M và tải trọng BOD

F/M =kg BOD kg MLVSS.ngày Q

Tỉ lệ F/M là chỉ số quan trọng thể hiện sự cân đối giữa lượng thức ăn trong nước thải và hàm lượng vi sinh vật trong bể hiếu khí Đối với bể sinh học hiếu khí kết hợp nitrat hóa, hàm lượng F/M thường dao động trong khoảng 0,1 – 0,2 (kg/kg.ngđ).

L org =kg BOD m 3 ngày = QS 0

Tải trọng thể tích BOD là chỉ số phản ánh khối lượng chất hữu cơ mà vi sinh vật có khả năng xử lý trong một đơn vị thể tích của bể Trong hệ thống bể hiếu khí, tải trọng BOD thường kết hợp với quá trình khử nitrat để tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước thải.

Bước 10 Xác định đường ống dẫn nước vào

Lưu lượng nước thải vào mỗi bể: Q1 bể = Q/2 = 240/2 = 120 m3/ngày

Trong một ngày mỗi bể hoạt động 3 chu kì và mỗi chu kì có thời gian làm đầy nước là 2 giờ nên lưu lượng tính toán:

Vận tốc nước bơm trong ống vống = 1,5 m/s

Đường kính ống dẫn nước vào bể:

Chọn ống dẫn nước vào là ống nhựa uPVC Bình Minh với đường kính ống dẫn nước vào DN76mm.

Bước 11 Xác định nhu cầu oxi sử dụng trong bể

– S0: nồng độ cơ chất của nước thải dẫn vào bể, S0 = bCOD = 290,7 (g/m 3 )

– PX,bio: nitơ trong mô tế bào, PX,bio = 5,7 (kgVSS/ngày)

– NOX: nitơ bị oxi hóa, NOX = 77,2 (g/m 3 )

Tốc độ truyền tải oxi trung bình trong 1 chu kỳ: v oxi =R o t 1 t ,9 \( kg O 2 /ngày\)

Với: t1 = thời gian thổi khí × số chu kì hoạt động của 1 bể trong ngày = 3h × 3 chu kì/bể.ngày = 9 (h/bể.ngày)

Bước 12 Xác định lưu lượng không khí cần cung cấp

Lượng không khí cần thiết:

– OCt = Ro: lưu lượng oxi cần thiết;

– f: hệ số an toàn trong khoảng 1,5 – 2 Chọn f =1,7;

– OU = Ou × h: công suất hòa tan oxi vào nước thải của thiết bị phân phối chính theo gam oxi cho 1 m 3 không khí;

OU = 7 x 4 = 28 gO2/m 3 m Ou: công suất hòa tan oxi vào nước thải của thiết bị phân phối chính theo gam oxi cho

Ở độ sâu ngập nước 1m, với Ou = 7 (gO2/m³.m) và bể SBR có chiều cao xây dựng 6m, ta có thể xác định h, độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối khí, là 4m.

Hệ thống phân phối khí :

Tính toán đường ống dẫn khí

– Lưu lượng khí trong ống chính: Q kk =0,03m 3 /s.

– Vận tốc khí đi trong ống dẫn khí được duy trì trong khoảng v−15m/s.

– Đường kính ống dẫn khí chính vào bể: d c =√ π × v 4 ×Q ống kk = √ 4 π × × 0 10 , 03 = 0 ,06 ( m )

- Chọn ống dẫn khí chính là ống thép Hòa Phát có DN=∅65 mm, OD=∅76,3 mm.

– Số đĩa phân phối trong bể: n=Q kk

Chọn đĩa khuếch tán khí bản sứ - lưới bố trí dưới dạng lưới theo chu vi thành có lưu lượng khí, có lưu lượng khí r 0lít/phút.

Tính hệ thống phân phối khí

– Hãng EDI 270 – Mỹ Model FlexAir Threaded Disc (9" Micro)

Chọn N = 12 đĩa, chia làm 4 ống nhánh, mỗi ống nhánh 3 đĩa.

Bố trí ống phân phối chính dọc theo chiều dài bể và các ống nhánh vuông góc với chiều dài sẽ tạo ra khoảng cách hợp lý giữa các ống phân phối nhánh.

Với b: khoảng cách của 2 ống cách tường, chọn b = 0,5 m

Số đĩa trên mỗi ống nhánh: n = 12 4 =3 đĩa

Khoảng cách giữa các đĩa phân phối khí trên ống nhánh là: lđĩa = B − n−1 2 × b = 6 − 3−1 2 × 0 , 5=2,5m

Với b: khoảng cách của 2 ống cách tường, chọn c = 0,5 m

– Đường kính ống nhánh: d n =√ π × v 4 ×Q ống kk × n = √ π × 4 × 10 0 , × 03 3 =0 ,04 m

Chọn ống dẫn khí nhánh là ống thép Hòa Phát có DN=∅40 mm, OD=∅48,6 mm

Lượng không khí thiết kế để chọn máy khí nén sẽ là:

– VT : thể tích xây dựng bể SBR.

– R = 20 - 40 lit/m 3 phút, là tốc độ khí nén Chọn R = 0,03 m 3 /m 3 phút

 Áp lực và công suất cho hệ thống máy thổi khí

– Khí được phân phối vào bể bằng các ống khoan lỗ đặt dọc theo các hàng lang, vận tốc khí ra khỏi lỗ từ 5−10m/s.

– Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén được xác định theo công thức sau:

– h d : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài dẫn ống,( m).

– h f : Tổn thất qua thiết bị phân phối, h f ≤0,5m , chọn h f =0,5m.

– H : Chiều cao hữu ích của bể, H =5m.

– Tổng h d +h c ≤0,4m , chọn h d +h c =0,4m. Áp lực không khí sẽ là:

Công suất máy nén khí theo công thức:

– q: Lưu lượng không khí, q=¿ 3,86 m 3 /phút = 92,6 m 3 /h = 0,03 m 3 /s

– η : Hiệu suất máy nén khí, η =0,7−0,9.Chọn η=0,8.

– Công suất thực tế của máy thổi khí:

Trong đó: β : Hệ số dự trữ

Chọn Máy thổi khí Tsurumi SSR, hãng Taiko kikai- Nhật Công suất 2,5 kW.

Các phụ kiện đi kèm bao gồm: giảm âm đầu hút, đầu đẩy, van 1 chiều, van an toàn, khung đế, pully motor, pully đầu thổi, V-Belt, nắp băng tải và khớp nối mềm, cùng với đồng hồ đo áp suất.

Nhà máy sản xuất tại Trung Quốc

Ghi chú: 2 máy hoạt động luân phiên

Bước 13 Xác định lượng bùn thải dư hằng ngày cần thải bỏ

Giả sử bùn có trọng lượng riêng ρ = 1,02 kg/m 3

Lượng bùn có khả năng chứa trong bể:

– VS: thể tích chứa bùn, VS = 62,8 m 3

– XS: nồng độ MLSS trong bùn lắng, XS = 6666,7 (g/m 3 )

Thể tích bùn choán chỗ sau n chu kỳ:

– Gn-1: lượng bùn của chu kỳ n-1, Gn-1 (kg)

– Px: hàm lượng MLSS sinh ra trong chu kỳ thứ n, Px (kg)

– SSn: lượng cặn hữu cơ đi vào bể mỗi chu kỳ, SSn (kg)

Tổng hàm lượng MLVSS trong 1 bể tính theo chu kỳ:

– PX,TSS: lượng bùn phát sinh của 2 bể trong ngày, PX,TSS= 34,6 (kg/ngày)

– m: số chu kỳ làm việc trong 1 ngày của 1 bể, m = 3 chu kỳ

Hàm lượng cặn trong bể:

– VT: tổng lưu lượng của 1 bể, VT = 129 m 3 ;

– XMLSS: nồng độ MLSS trong dòng vào, XMLSS = 3500 (mg/l)

Lượng cặn hữu cơ đi vào bể mỗi chu kỳ:

– TSSv: hàm lượng chất lơ lửng đầu vào, TSSv = 128,3 mg/l

– VSSv: hàm lượng VSS đầu vào, VSSv = 102,6 mg/l

– VF: thể tích bể làm đầy trong 1 chu kỳ, VF = 40 m 3

Sau 1 chu kỳ làm việc, ta có:

Thể tích bùn thực trong bể sau 1 chu kỳ:

Chiều cao bùn thực trong bể sau 1 chu kỳ:

32,2=2,1 (như vậy vẫn đảm bảo chiều cao lớp cặn trong bể)

Bảng 4 14 Tính toán lượng bùn

Để tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của bể SBR, việc tính toán lượng bùn xả theo chu kỳ là rất quan trọng Khoảng thời gian xả bùn không nên vượt quá 2 ngày, đặc biệt là từ chu kỳ thứ 6, khi chiều cao lớp bùn đạt 2,3 m, cao hơn chiều cao an toàn tính toán là 2,4 m Tuy nhiên, để duy trì sự ổn định, khoảng thời gian xả bùn lý tưởng là 1 ngày, bắt đầu từ chu kỳ thứ 3.

Do đó, sau chu kì thứ 3 ta phải loại bỏ bùn dư ra khỏi bể.

Khối lượng bùn thải bỏ: Gbùn dư = G3 – Mb = 483,2- 427 ,1 = 56,1 kg

Khối lượng bùn cần duy trì trong bể: G0 = 450,1 kg/bể

Thể tích bùn cần loại bỏ mỗi ngày trong 1 bể:

Bước 14 Xác định đường ống dẫn bùn

Lưu lượng bùn cần xả bỏ sau 1 chu kì: q bùn xả bỏ =V bùn dư t xả bỏ =8 ,2 m 3

– V bùn dư: lưu lượng bùn cần thải bỏ sau 1 chu kỳ, V bùn dư = 8,2 m 3 ;

– t xả bỏ: thời gian xả bùn, t xả bỏ = 10 phút. Đường kính ống xả bùn:

Chọn đường kính ống xả bùn là ống nhựa uPVC Tiền Phong có DN = ∅42 mm,

Tính toán bơm bùn ra khỏi bể SBR về bể nén bùn

Lưu lượng bùn cần thải bỏ tại một bể SBR trong: Q V b = 0,0013 m 3 /s.

– ρ: Khối lượng riêng của bùn thải lấy bằng khối lượng riêng của bùn, ρ80kg/m 3

– η:Hiệu suất của bơm Chọn η=0,8

Chọn máy bơm chìm hút bùn:

Máy bơm chìm hút bùn Tsurumi, công suất 0,4 kW/380V, cột áp 10m

Chọn 4 máy cho 2 bể, trong đó 2 máy hoạt động, 2 máy dự phòng.

Bước 15 Ống dẫn nước thải ra

- Vận tốc nước thải chảy trong ống: vr = 1,5 m/s

- Lưu lượng nước thải của một bể: Q1 bể = 120 m3/ngày

- Thời gian rút nước trong 1 chu kì là 0,5 giờ và 3 chu kì trong một ngày nên:

- Đường kính ống dẫn nước ra khỏi bể:

Chọn ống dẫn nước vào là ống nhựa uPVC Tiền Phong có DN = ∅125 mm, OD = ∅125 mm.

Thiết bị tháo nước trong:

Thiết bị Aqua Decanter tiêu chuẩn bao gồm một phao nổi bằng sợi thủy tinh, kết hợp với hệ thống cơ – điện tử tự động điều khiển việc hút nước Phao nổi được bảo vệ bởi một vỏ bọc và nối với phần chứa nước chìm dưới nước, được kín hoàn toàn nhờ vòng đệm ở đáy phao Hệ thống này kết nối với ống dẫn nước dẻo, có khả năng uốn cong theo sự lên xuống của thiết bị, và cuối cùng là ống dẫn nước ra cố định bằng nhựa PVC.

– Đường kính ống thu nước: 200 mm

 Các thiết bị cơ khí phụ đi kèm với thiết bị Aqua Decanter gồm:

- Dây phao với phao sợi thủy tinh, dây neo thép không gỉ 304, khung neo dằn thép mạ và thép tấm được sơn;

- Ống xả nước ra bằng nhựa PVC đường kính 200 mm;

- Trụ neo thép mạ bằng ống SCH 40;

- Khung đỡ trụ neo bằng thép mạ;

- Khung đỡ dưới trụ neo bằng thép mạ;

- Van bướm điều khiển bằng điện đường kính 200 mm.

Thể tích nước cần rút bằng thể tích làm đầy bể: Qrút = VF = 40 m 3

Thời gian rút nước: tD = 0,5 h

– Thể tích phần chứa bùn: Vs = 0,53 x VT = 0,53 x 129= 68,2 m 3

– Lượng nước rút ra khỏi bể: VF = 40 m 3

– Với chiều cao công tác của bể là 4,5 m, chiều cao lớp cặn là 2,4 m Vậy chiều cao đặt Decanter là 2,45 m để không hút bùn vào hệ thống.

Bộ điều khiển dựa trên mạch PLC (Programmable Logical Controller) sử dụng bộ vi xử lý Allen Bradley SLC5/04 nhằm tối ưu hóa các quy trình trong hệ thống SBR.

Bộ điều khiển gồm có:

- Bộ vi xử lý Allen Bradley SLC5/04;

- Màn hình Allen Braley Panel 550;

- Thùng chứa modem điều khiển;

Năng lượng cánh khuấy: 3 - 10 kW/10 3 m 3 , chọn năng lượng máy khuấy 5 kW/10 3 m 3 Công suất máy khuấy:

Bố trí 2 máy khuấy hoạt động cho 2 bể SBR.

Chọn 2 bộ máy khuấy chìm Faggiolati – Ý, công suất 0,75 kW.

Thiết bị hòa trộn tiêu chuẩn gồm:

- Phao nổi bề ngoài làm bằng thép không gỉ hoặc sợi thủy tinh, bên trong là nhựa tổng hợp Polyurethane;

- Ốp bảo vệ cánh khuấy bằng thép không gỉ;

Cách khuấy đúc bằng thép không gỉ mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt là khả năng tạo ra dòng khuấy trộn mạnh mẽ từ bề mặt xuống đáy bể phản ứng Dòng lưu chất được tạo ra sẽ quay trở về theo hướng tâm, đảm bảo quá trình hòa trộn diễn ra đồng đều trong toàn bộ thể tích bể.

Lượng chất dinh dưỡng cần bổ sung vào bể SBR

Tỉ lệ đầu vào: BOD5 : N : P = 290,7 : 80 : 5

Ta xác định được: BOD5 : N : P = 100 : 27,6 : 1,7

Vậy nồng độ N, P ở đây đã đủ cho bể SBR hoạt động bình thường.

Thiết bị đo chỉ tiêu DO – Hãng Horiba - Nhật

- Bộ hiển thị DO: HD-300

- Nguồn: 24 VDC Đầu dò pH

- Điều khiển: 2 relay ON/OFF

Bảng 4 15 Thông số thiết kế và kích thước bể SBR

STT Thông số Đơn vị Giá trị

1 Lưu lượng thiết kế m 3 /ngày 240

8 Số chu kì /ngày.bể 3

Bùn dẫn về bể lắng có độ ẩm rất cao, từ 99% đến 99,2% Phần lớn bùn này được đưa trở lại khu vực anoxic, trong khi phần còn lại, gọi là bùn hoạt tính dư, được chuyển vào bể nén bùn Bể nén bùn có nhiệm vụ tách bớt nước theo nguyên tắc nén trọng lực, giúp giảm độ ẩm sơ bộ của bùn và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý bùn tiếp theo.

Lưu lượng ngày: Q = 240 m 3 /ngày.đêm

Lưu lượng trung bình giờ: Q tb h m3/h Lưu lượng bùn sinh ra trong 1 ngày: Qb = 8,2 m 3 /ngày

Chọn hệ số an toàn khi thiết kế bể nén bùn là 150% Lượng bùn dư cần xử lý:

Qbùn = Q × 1,5 = 8,2 × 1,5 = 12,3 m³/ngày Chọn chiều cao bể chứa h = 2 m, chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 m.

Thể tích bể chứa bùn:

Vbùn = L × B × H = 2,5 × 2 × 2,5 = 12,5 m 3 Thời gian lưu bùn

Lượng bùn thải ra từ bể chứa bùn:

- Qbùn: Lưu lượng bùn trước khi nén.

- P1: Độ ẩm của bùn trước khi nén, p1= 99,2%.

- P2: Độ ẩm của bùn sau khi nén p2%.

Lượng nước dư từ bể chứa bùn:

Nước dư tách ra từ bể chứa bùn sẽ được chuyển đến bể thu gom để tiếp tục quá trình xử lý Đường kính của ống dẫn nước tách bùn sang bể thu gom cần được xác định rõ ràng để đảm bảo hiệu quả trong việc vận chuyển.

Chọn vận tốc nước chảy là 0,5m/s.

KHAI TOÁN CHI PHÍ

KHAI TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ PHƯƠNG ÁN 1

5.1.1 Các hạng mục xây dựng

Bảng 5 1 Các hạng mục xây dựng phương án 1

STT Hạng mục Đơn vị Thể tích Đơn giá

Bảng 5 2 Chi phí thiết bị phương án 1

Hạng mục Tên thiết bị Số lượng

Bể thu gom Bơm Tsurumi 2 22.000.000 44.000.000

Bể tách dầu Bơm Tsurumi 2 16.000.000 32.000.000

Máy thổi khí Taiko Kikai 2 27.750.000 55.500.000 Đĩa thổi khí Jaeger HD

Bể Anoxic Máy khuấy chìm

Máy thổi khí Tsurumi 2 43.000.000 86.000.000 Đĩa thổi khí Jaeger HD

Bể lắng đứng Bơm ly tâm PEDROLLO

Bể khử trùng Bơm định lượng 2 3.500.000 7.000.000

Bể chứa bùn Bơm ly tâm PEDROLLO

Máy ép bùn băng tải 1 350.000.000 350.000.000

Tổng vốn đầu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm và chi phí khấu hao máy móc thiết bị 10 năm :

Bảng 5 3 Chi phí điện năng phương án 1

STT Thiết bị Số lượng

Thời gian hoạt động (h/ngày)

Công suất (kW) Điện năng tiêu thụ (kW/ngày)

1 Bơm Tsurumi bể thu gom 2 1 24 1,5 18

2 Bơm Tsurumi bể tách dầu mõ 2 1 24 0,4 18

3 Máy thổi khí Tsurumi bể điều hòa 2 1 24 1,5 36

4 Bơm Tsurumi bể điều hòa 2 1 24 1,5 9,6

6 Máy thổi khí Tsurumi bể

Bơm ly tâm PEDROLLO ITALIA bể lắng

8 Bơm định lượng bể khử trùng 2 1 24 0,37 8,88

Tổng 246,08 Đơn giá cấp điện cho sản xuất hiện nay: 1 kWh = 1.700 VNĐ

Chi phí Chlorine (70%) tiêu thụ 1 ngày:

10kg/ngày ×1.750VNĐ/kg.500VNĐ/ngày

Tổng chi phí hóa chất xử lý nước thải trong 1 năm:

Kỹ sư: 2 người – Lương: 6.500.000vnđ/tháng × 12 tháng = 156.000.000 VNĐ/năm

Công nhân: 3 người – Lương: 4.000.000vnđ/tháng × 12 tháng 4.000.000 VNĐ/năm

Tổng chi phí nhân công: Tnc = 300.000.000 VNĐ/năm.

Lấy khoảng 1% chi phí xây dựng và thiết bị:

Tính giá thành xử lý 1m 3 nước thải:

KHAI TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ PHƯƠNG ÁN 2

5.5.1 Các hạng mục xây dựng

Bảng 5 4 Các hạng mục xây dựng phương án 2

STT Hạng mục Đơn vị Thể tich Đơn giá

Bảng 5 5 Chi phía thiết bị phương án 2

Hạng mục Tên thiết bị

Số lượng (Cái) Đơn giá (VNĐ)

Bể thu gom Bơm Tsurumi 2 22.000.000 44.000.000

Bể tách dầu Bơm Tsurumi 2 16.000.000 32.000.000

Máy thổi khí Taiko Kikai 2 27.750.000 55.500.000 Đĩa thổi khí Jaeger HD

Máy thổi khí Tsurumi 70.000.000 280.000.000 Đĩa thổi khí FlexAir Disc

Bể khử trùng Bơm định lượng 2 3.500.000 7.000.000

Bể chứa bùn Bơm ly tâm PEDROLLO

Tổng vốn đầu tư cơ bản bao gồm chi phí khấu hao xây dựng 20 năm và chi phí khấu hao máy móc thiết bị 10 năm :

Bảng 5 6 Chi phí điện năng phương án 2

STT Thiết bị Số lượng

Thời gian hoạt động (h/ngày)

Công suất (kW) Điện năng tiêu thụ (kW/ngày)

1 Bơm Tsurumi bể thu gom 2 1 24 1,5 18

2 Bơm Tsurumi bể tách dầu mõ 2 1 24 0,4 18

3 Máy thổi khí Tsurumi bể điều hòa 2 1 24 1,5 36

4 Bơm Tsurumi bể điều hòa 2 1 24 1,5 9,6

5 Máy thổi khí TSR2-125 bể SBR 4 1 24 2,5 288,8

8 Bơm định lượng bể khử trùng 2 1 24 0,37 8,88

Tổng 256,08 Đơn giá cấp điện cho sản xuất hiện nay: 1 kWh = 1.700 VND

Chi phí Chlorine (70%) tiêu thụ 1 ngày:

10kg/ngày ×1.750VNĐ/kg.500VNĐ/ngày

Tổng chi phí hóa chất xử lý nước thải trong 1 năm:

Kỹ sư: 2 người – Lương: 6.500.000vnđ/tháng × 12 tháng = 156.000.000 VNĐ/năm

Công nhân: 3 người – Lương: 4.000.000vnđ/tháng × 12 tháng 4.000.000

Tổng chi phí nhân công: Tnc = 300.000.000 VNĐ/năm.

Lấy khoảng 1% chi phí xây dựng và thiết bị:

Tính giá thành xử lý 1m 3 nước thải:

NHẬN XÉT VỀ KINH TẾ HAI PHƯƠNG ÁN ĐÃ ĐỀ XUẤT

Bảng 5 7 Tóm tắt chi phí ước tính của 2 phương án

TT Chi phí thiết bị (VNĐ)

Chi phí khấu hao (VNĐ)

Chi phí điện năng (VNĐ)

Chi phí 1m 3 nước thải (VNĐ)

Chi phí thiết bị (VNĐ)

Chi phí khấu hao (VNĐ)

Chi phí điện năng (VNĐ)

Chi phí 1m3 nước thải (VNĐ)

Hình 5 1 Biểu đồ đánh giá kinh tế 2 phương án.

Dựa vào biểu đồ trên ta có thể đánh giá, nhận xét về kinh tế hai phương án được đề xuất như sau:

- Về chi phí thiết bị, chi phí điện năng và chi phí khấu hao của phương án 1 đều thấp hơn phương án 2

- Về chi phí để xử lý xử 1m 3 nước thải của phương án 1 thấp hơn phương án 2.

Về chi phí thiết bị, chi phí điện năng và chi phí khấu hao, phương án 1 luôn có chi phí thấp hơn phương án 2 Do đó, từ góc độ kinh tế, phương án 1 được xem là lựa chọn tối ưu cho việc đầu tư xây dựng dự án.

SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

Bảng 5 8 So sánh 2 phương án Phương án 1 (Bể Aerotank) Phương án 2 ( Bể SBR) Ưu điểm

- Thích hợp với nhiều loại nước thải như sinh hoạt, khu công nghiệp.

- Hiệu suất xử lý cao hơn phương án 2

- Có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành đơn giản, an toàn.

- Chi phí đầu tư thấp hơn phương án 2

- Không cần người vận hành phải có kĩ thuật cao

–Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao –Khả năng khử N và P cao.

–Tiết kiệm được diện tích –Linh hoạt trong quá trình hoạt động

–Không cần xây dựng bể lắng II và quá trình tuần hoàn bùn.

- Lượng bùn sinh ra nhiều và phải thu gom, xử lý định kỳ.

- Khả năng xử lý P, N không cao.

- Tốn nhiều diện tích xây dựng.

- Do hệ thống hoạt động theo mẻ nên cần có nhiều thiết bị hoạt động đồng thời.

- Công suất xử lý thấp do hoạt động theo mẻ.

- Người vận hành đòi hỏi có kỹ thuật chuyên môn cao.

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Cả hai phương án 1 và 2 đều có những ưu nhược điểm rõ rệt khi xem xét từ ba khía cạnh: kinh tế, môi trường và kỹ thuật Sự chênh lệch về kinh tế và môi trường giữa hai phương án này không đáng kể.

Về mặt công nghệ, cả hai phương án đều đạt hiệu quả xử lý lý thuyết tương đương và đáp ứng yêu cầu xử lý nước thải đầu ra Tuy nhiên, phương án 1 nổi bật với tính đơn giản trong xây dựng và vận hành, đồng thời có tính linh động cao, dễ dàng cải tạo và nâng cấp trong quá trình hoạt động Công nghệ này không chỉ đáp ứng yêu cầu về mỹ quan mà còn phù hợp với quỹ đất của khu vực.

Về mặt kinh tế: Chi phí xử lý cho 1m 3 nước thải phương án 1 là 5.832 VNĐ, chi phí xử lý cho 1m 3 nước thải phương án 2 là 5.909 VNĐ

Cả hai phương án đều là những mô hình hợp lý để xử lý nước thải sinh hoạt hiệu quả Tuy nhiên, phương án 1 được chọn là tối ưu nhất, đáp ứng các tiêu chí và phù hợp với thực tế, nhằm thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho Khu liên hợp xử lý chất thải Lagi của Công ty Cổ phần Môi trường xanh Pedaco, với công suất 240 m³/ngày.đêm.

VẬN HÀNH KHẮC PHỤC SỰ CỐ VÀ VẤN ĐỀ AN TOAN LAO ĐỘNG

KHỞI ĐỘNG CÔNG TRÌNH XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ

Trước khi tiến hành vận hành toàn bộ hệ thống cần tiến hành các thao tác: khởi động kỹ thuật, khởi động hệ thống sinh học.

+ Kiểm tra hệ thống điện cung cấp cho toàn bộ hệ thống.

+ Kiểm tra hóa chất cần cung cấp và mực nước trong các bể.

Kiểm tra kỹ thuật toàn bộ hệ thống bao gồm việc vận hành các bơm sục khí, van và chương trình điều khiển Đồng thời, cần thực hiện thử nghiệm bằng nước sạch trước khi đưa hệ thống vào hoạt động với nước thải thực tế.

6.1.2 Khởi động hệ thống sinh học

 Quy trình nuôi cấy bùn vi sinh

 Bước 1: Cần kiểm tra hệ thống bơm, hệ thống cấp khí, hệ thống điện có ổn định không.

 Bước 2: Vệ sinh bể sinh học (bể nuôi cấy vi sinh vào), bể lắng sinh học.

 Bước 3: Bơm nước thải vào bể khoảng 0,5 m và tiến hành sục khí để cấp DO cho nước thải.

 Bước 4: Tính toán lượng bùn vi sinh cần thiết cho quy trình nuôi cấy.

 Bước 5: Mua bùn vi sinh chất lượng, phù hợp với hệ thống xử lý nước thải, để nuôi cấy bùn vi sinh.

 Bước 6: Tiến hành nuôi cấy (thời gian 3 - 5 ngày), tùy theo tính chất của nước thải mà thời gian có thể ngắn hơn hoặc dài hơn.

Để khởi động hiệu quả hệ thống sinh học, cần có sẵn sinh khối trong các hệ thống xử lý Sinh khối có thể phát triển tự nhiên khi nước thải được cấp liên tục vào bể phản ứng Để tiết kiệm thời gian, có thể cấy sinh khối từ các nhà máy xử lý nước thải đang hoạt động hoặc sử dụng sinh khối vi sinh chuyên biệt.

Sinh khối thông thường được thu thập từ các hệ thống xử lý bùn hoạt tính đang hoạt động hoặc từ các nguồn khác, điều này thường tốn nhiều thời gian Hàm lượng sinh khối sau khi nuôi cấy đạt khoảng 2 g/l.

Khởi động với tải sinh khối thật thấp không vượt quá giá trị thiết kế (0,15 kgBOD/kgbùn.ngày)

Nếu chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn tốt về BOD, COD và Nitơ, có thể tăng tải trọng một cách từ từ Việc tăng tải trọng cần được thực hiện đồng thời với việc đảm bảo hàm lượng sinh khối ở mức thích hợp.

6.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG SAU KHI KHỞI ĐỘNG

Trong quá trình vận hành, việc nắm vững công nghệ là rất quan trọng Cần theo dõi và phân tích định kỳ, đồng thời quan sát sự biến động của nước thải và các yếu tố bất thường Ghi chép và lưu trữ thông tin một cách chính xác, dễ dàng truy tìm và đảm bảo có đủ tài liệu để tra cứu là điều cần thiết.

6.2.1 Các thông số kiểm tra trong quá trình vận hành

Quyết định khả năng chịu tải của hệ thống và tải lượng bề mặt của bể lắng là rất quan trọng Để đảm bảo hiệu quả hoạt động, cần duy trì lưu lượng ổn định trước khi nước vào công trình sinh học.

Để duy trì hiệu quả xử lý nước thải, pH nên được giữ trong khoảng 0,2 – 0,6, nhằm hạn chế tình trạng pH giảm, bùn nổi và lắng kém Nếu tỷ lệ F/M thấp, có thể do vi khuẩn có cấu trúc đặc biệt, trong khi F/M cao thường liên quan đến nồng độ DO thấp, tình trạng quá tải, bùn đen, lắng kém và mùi tanh, dẫn đến hiệu quả xử lý giảm.

Để duy trì pH thích hợp trong khoảng 6,5 – 8,5, cần chú ý đến quá trình chuyển hoá N thành N-NH3, giúp cải thiện khả năng đệm pH thấp có thể gây ra quá trình nitrat hoá và hàm lượng HCO3- giảm Để khắc phục sự dao động pH, cần tăng cường hoá chất để nâng cao độ kiềm, cung cấp đủ dinh dưỡng và hàm lượng hữu cơ, đồng thời hạn chế quá trình phân hủy nội bào.

 Kiểm tra thường xuyên BOD và COD tránh hiện tượng thiếu tải hoặc quá tải Chất dinh dưỡng

N, P đảm bảo tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1 Nếu thiếu phải bổ sung nguồn từ bên ngoài. Nước thải sinh hoạt, không cần thiết bổ sung N, P.

Kim loại nặng, dầu mỡ, hàm lượng Cl2, sunfat, N-NH3 cao…

6.2.2 Kiểm soát quá trình xử lý

 Tải lượng hữu cơ cao: DO thấp, bùn sáng nâu, lắng kém, tạo bọt.

 Tải lượng hữu cơ thấp: DO cao, bùn lắng nhanh, nén tốt, bùn xốp, nâu Xuất hiện lớp mỡ và váng nổi trên bề mặt.

 Tải lượng bề mặt cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình lắng Sinh khối trôi ra ngoài bể.

 Tải lượng bề mặt thích hợp : 0,3 – 1 m 3 /m 2 /h.

 Nổi trên mặt do quá trình khử nitrat, sinh ra N2, thiếu dinh dưỡng xuất hiện vi khuẩn lamentous, hoặc dư dinh dưỡng, bùn chết nổi trên bề mặt

 Sinh khối phát triển tản mạn do tải lượng hữu cơ cao hoặc thấp, dư oxy, nhiễm độc.

 Sinh khối đông kết có thể do thiếu oxy, thiếu dinh dưỡng, chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.

Tải lượng hữu cơ và hàm lượng sinh khối ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước Nồng độ oxy hòa tan (DO) lý tưởng là từ 1-2 mgO2/l Khi thiếu oxy, hiệu quả xử lý nước sẽ giảm sút, dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn hình que và nấm, làm giảm khả năng lắng và cản trở quá trình nitrat hóa.

 BOD sau xử lý cao

 Do quá tải, thiếu oxy, pH thay đổi, nhiễm độc, xáo trộn kém.

 Nitơ sau xử lý cao

 Do công nghệ chưa ổn định, Có sự hiện diện các hợp chất N khó phân hủy,

Sinh khối bùn trong bể cao, nhiễm độc, chết vi khuẩn.

 Do pH không thích hợp (< 6,5 hoặc > 8,5), tuổi bùn thấp < 10 ngày, DO thấp <

2 mgO2/l, Tải N cao, hiện diện chất độc, vận hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp.

 Do pH không thích hợp (< 6,5 hoặc > 8,5), tải N cao, hiện diện chất độc, vận hành chưa ổn định, nhiệt độ thấp, dư oxy (bể yếm khí), thiếu chất hữu cơ.

 P: yêu cầu orthophotphat : 1 - 2 mg/l, thiếu phải bổ sung.

 Sự thay đổi màu biểu hiện hoạt động của hệ thống xử lý.

 Chất rắn lơ lững dạng rã, mịn cũng gây màu.

 Màu của chính nước thải nguyên thủy.

 Cảm quan: Mùi, màu, bọt Hệ thống hoạt động tốt thường không gây mùi.

Trong quá trình sục khí, nếu xuất hiện quá nhiều bọt trắng nhỏ, điều này có thể chỉ ra rằng sinh khối đang ở giai đoạn thích nghi hoặc hồi phục Nguyên nhân có thể do quá tải, thiếu oxy, thiếu dưỡng chất, biến đổi nhiệt độ, hàm lượng chất hoạt động bề mặt cao, hoặc sự hiện diện của các chất độc hại.

Có nhiều nguyên nhân khác nhau để quyết định dừng hoạt động của nhà máy xử lý nước thải Kết quả:

 Quần thể sinh vật bị đói, thiếu thức ăn, phân hủy nội bào

 Sinh khối chết trôi thoát ra ngoài làm gia tăng lượng cặn lơ lửng trong nước sạch.

Oxy vẫn cần phải cung cấp để tránh điều kiện kỵ khí và các vấn đề về mùi, tuy nhiên cần phải giảm đến mức thấp nhất.

6.2.5 Cách giải quyết sự cố

 Nếu có thể, hãy cố gắng tích trữ càng nhiều càng tốt nước thải trong bể điều hòa hoặc bể chứa.

 Giảm lượng nước thải vào đến 20 - 30% mức bình thường.

 Giảm lượng oxi cung cấp xuống mức thấp nhất có thể (DO khoảng 1 - 2 mg/l).

 Duy trì quá trình vận hành bình thường lâu đến mức có thể.

 Duy trì bổ sung chất dinh dưỡng nếu có thể.

Để ngăn chặn tình trạng thối rữa sinh khối, cần bổ sung nguồn carbon từ bên ngoài như acetate, methanol, hoặc ethanol, nhằm tối ưu hóa quá trình thu hồi.

TÓM TẮT SỰ CỐ, NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

6.3.1 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục về thiết bị

Bảng 6 1 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục về thiết bị

TT Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục

Chạy nhưng dừng ngay lập tức

Có vật lạ làm tắc bơm Cháy động cơ Ổ trục động cơ bị hỏng

Kiểm tra lại nguồn điện và dây dẫn

Kiểm tra đầu hút và đẩy đồng thời vệ sinh bơm

Sửa chữa hoặc thay thế.

Khởi động được nhưng lưu lượng không đạt hoặc không lên nước

Ngược chiều quay Mất nước Đường ống đẩy bị rò rỉ hoặc tắc

Tắc đường hút Mòn cánh bơm Đổi chiều quay motor Kiểm tra chiều cao mực trong bể

Kiểm tra và sửa chữa đường ống

Sửa chữa và thay thế

Bơm bị rung, vượt quá độ ồn cho phép

Ngược chiều quay Bơm bị tắc Đường ống tiếng dội Van chặn bị đóng quá chặt

Vị trí giữ bơm chưa được cố định Đổi chiều quay motor Tháo bơm và vệ sinh Cải tạo đường ống

Mở van chặn Kiểm tra và cố định lại vị trí giữ bơm

Chạy nhưng dừng ngay lập tức

Mất điện Cháy động cơ Ổ trục động cơ bị hỏng

Kiểm tra lại nguồn điện và dây dẫn

Sửa chữa hoặc thay thế.

Khởi động được nhưng lưu lượng không đạt hoặc khí ra yếu

Dây cuaroa chùng Tắc bầu hút Đường ống đẩy bị rò rỉ hoặc tắc

Vệ sinh đường ống và bầu hút

Máy bị rung, vượt quá độ ồn bình thường

Ngược chiều quay Van chặn bị đóng quá chặt

Vị trí giữ máy chưa được cố định chống rung Đổi chiều quay motor

Mở van chặn Kiểm tra và cố định lại vị trí giữ máy

Chạy nhưng dừng ngay lập tức

Mất điện Cháy động cơ

Kiểm tra lại nguồn điện và dây dẫn

Sửa chữa hoặc thay thế.

Khởi động được nhưng nước lên yếu

Tắc van đáy Đầu đẩy bị tắc Nút điều chỉnh lưu lượng sai vị trí

Vệ sinh van đáy và đường ống.

Kiểm tra lại vị trí nút điều chỉnh lưu lượng.

Chạy nhưng dừng ngay lập tức

Mất điện Cháy động cơ Ổ trục động cơ bị hỏng Hộp số truyền động bị hỏng

Kiểm tra lại nguồn điện và dây dẫn

Sửa chữa hoặc thay thế.

6.3.2 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục trong vấn đề bùn hoạt tính

 Sự cố nổi bọt trắng

 Đặc điểm: Bọt to, nổi nhiều tăng dần tới đầy mặt bể Khi đó người vận hành phải kiểm tra tính chất nước thải đầu vào.

Để khắc phục tình trạng nước thải chứa nhiều chất hoạt động bề mặt (bọt trắng nổi như bọt xà phòng), cần sục khí và khuấy đều trong khoảng 30 phút đến 1 tiếng để giảm dần bọt Nếu pH của nước thải cao ≥ 8, cần kiểm tra tính chất nước thải đầu vào và điều chỉnh pH xuống mức phù hợp cho quá trình xử lý sinh học, hoặc có thể sử dụng hóa chất phá bọt.

(hạng chế sử dụng do giá thành cao).

 Sự cố Bọt nổi do quá tải

Trong bể xử lý hiếu khí, lượng vi sinh hoạt tính thường rất thấp, dưới 10% và MLSS chỉ đạt dưới 1000 mg/lít Điều này dẫn đến tình trạng nồng độ chất hữu cơ cao, với giá trị COD trong bể vi sinh hoạt tính vượt quá khả năng xử lý của vi sinh vật hiếu khí, thường lên tới trên 1200 mg/lít Khi COD đạt từ 800 đến 1000 mg/lít, vi sinh hiếu khí sẽ bị sốc, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả xử lý.

Để khắc phục hiện tượng bọt nổi do nồng độ COD vượt quá khả năng xử lý của vi sinh vật, cần kiểm tra tính chất nước thải đầu vào và các công đoạn xử lý trước khi nước thải vào bể vi sinh hiếu khí Bên cạnh đó, nếu bọt nổi nhiều do lượng vi sinh vật hoạt tính trong bể rất ít, cần bổ sung thêm vi sinh vật để cải thiện hiệu quả xử lý.

 Sự cố bọt màu trắng nổi bọt to có bùn trên bề mặt các bọt nổi, bùn màu nâu đen

Vi sinh vật chết tiết ra các chất nồng, tạo thành bọt khí trên bề mặt, trong khi bùn vi sinh hoạt tính bị chết sẽ bám vào các bọt khí này.

Để khắc phục tình trạng bể sinh học hiếu khí, trước tiên tắt sục khí trong 1 tiếng để lắng lượng vi sinh hoạt tính còn lại Sau đó, bơm nước thải ra để ức chế vi sinh vật Tiếp theo, bơm nước thải sạch vào bể Aerotank và sục khí trong 30 phút, rồi để lắng và tiếp tục bơm nước ra Cuối cùng, kiểm tra toàn bộ thông số của nước thải đầu vào.

 Sự cố bùn mịn, bùn lắng chậm, nước thải sau lắng 30 phút có màu vàng

Bùn vi sinh hoạt tính bị mất hoạt tính, hay còn gọi là bùn mịn, xảy ra khi vi sinh vật thiếu thức ăn, cụ thể là chất hữu cơ Khi không đủ nguồn dinh dưỡng, vi sinh vật không thể phát triển, dẫn đến việc bùn trở nên rất mịn.

Để cải thiện hiệu suất của vi sinh vật, cần tăng cường lượng thức ăn bằng cách gia tăng lưu lượng nước cần xử lý Đồng thời, việc bổ sung các chất hữu cơ tự nhiên sẽ giúp vi sinh vật phát triển nhanh chóng và ổn định hơn.

 Hiện tượng bùn nổi trong bể lắng

Bùn trong bể lắng thường nổi lên thành từng tảng hoặc từng cục có màu đen hoặc nâu, gây ra hiện tượng bùn nổi trôi lẫn theo dòng nước đầu ra, dẫn đến việc mất bùn Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này bao gồm thời gian lưu bùn lâu, nồng độ Nitrat cao trong nước thải sau bể Aerotank, và lượng COD còn lại sau xử lý Aerotank vẫn ở mức cao.

Để khắc phục tình trạng bùn lắng lâu trong bể, cần tăng cường lượng bùn tuần hoàn và hạn chế các vùng chết, nơi bùn không được bơm về Người vận hành cũng nên kiểm tra tính chất của nước thải đầu vào và đánh giá hiệu quả xử lý Nitrat (khử Nitrat) tại bể vi sinh thiếu khí (Anoxic).

6.4 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ VẤN ĐỀ AN TOÀN VẬN HÀNH

Quản lý trạm xử lý nước thải được thực hiện trực tiếp qua cơ quan quản lý hệ thống.

Cơ cấu lãnh đạo và thành phần cán bộ kỹ thuật, cùng với số lượng công nhân tại mỗi trạm, phụ thuộc vào công suất, mức độ xử lý nước thải và mức độ cơ giới hóa, tự động hóa của từng trạm Các yêu cầu cần thiết phải được xác định rõ ràng để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

 Quản lý về các mặt: Kỹ thuật an toàn, phòng chống cháy nổ và các biện pháp tăng hiệu quả xử lý.

Tất cả các công trình xây dựng cần phải được lập hồ sơ sản xuất đầy đủ Trong trường hợp có sự thay đổi về chế độ quản lý, hồ sơ này cần được cập nhật kịp thời để đảm bảo tính chính xác và hợp lệ.

 Đối với công trình phải giữ nguyên không được thay đổi về chế độ công nghệ

- Tiến hành sửa chữa, đại tu đúng thời hạn theo kế hoạch định trước.

 Lập báo cáo kỹ thuật của trạm xử lý nước thải hàng tháng.

 Nghiên cứu chế độ công tác của từng công trình và dây chuyền, đồng thời hoàn chỉnh các công trình và dây chuyền đó.

Tổ chức đào tạo kỹ thuật cho công nhân nhằm nâng cao tay nghề và cải thiện quản lý công trình, đồng thời cung cấp huấn luyện về an toàn lao động.

Khi làm việc gần các bể Aerotank, bể lắng, bể điều hòa cần chú ý:

 Đi ủng để di chuyển cho nhanh nhẹn Đế giày có đinh mũ kép tăng khả năng chống trượt.

 Mặc áo phao khi làm việc xung quanh bể Aerotank.

 Giữ gìn sạch sẽ khu vực xử lý khỏi dầu mỡ chảy ra.

 Sự sinh sôi của tảo trơn trên sàn thao tác phải được cọ rửa bất cứ khi nào chúng xuất hiện.

 Không để rơi dụng cụ, thiết bị và vật liệu mà có thể tạo ra ảnh hưởng tới quá trình.

 Khu vực xử lý phải có đủ ánh sáng làm việc vào buổi tối, đặc biệt là lúc có sự cố xảy ra.

Khi vận hành và bảo dưỡng máy thổi khí cần chú ý:

 Trước khi khởi động bất kỳ máy thổi khí nào, phải chắc rằng tất cả van vào và ra đã được mở thông suốt toàn hệ thống.

 Loại bỏ tất cả các vật chất khỏi máy thổi khí Tất cả các công nhân vận hành phải vệ sinh sạch máy thổi khí trước khi khởi động.

 Luôn phải đeo nút tai chống ồn khi làm việc gần máy thổi khí đang hoạt động.

Khi tiến hành bảo dưỡng và sửa chữa máy thổi khí, cần đảm bảo rằng nguồn điện chính đã được ngắt, cửa phải được đóng lại và dán nhãn cảnh báo chú ý.

Trước khi tiến hành bảo dưỡng máy, cần tắt máy ít nhất 30 phút để nhiệt độ giảm xuống, tránh nguy cơ bỏng do máy đang hoạt động sẽ rất nóng.

 Nếu có trục trặc về điện của môtơ chỉ có các thợ điện có chuyên môn mới được phép sửa chữa và khắc phục sự cố.

Khi làm việc với hệ thống phân phối khí cần chú ý:

 Khu vực bể thông khí (Aerotank) là nơi được cho là nguy hiểm và cần phải được cảnh báo.

Để đảm bảo an toàn cho công nhân làm việc gần bể thông khí, cần sử dụng dây đai an toàn Dây đai này phải được gắn chặt vào lan can có kết cấu vững chắc, nhằm giữ cho công nhân không bị rơi xuống và chấn thương trong trường hợp bể không có nước và xảy ra tai nạn.