tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung

trình bày tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, trong

thời gian qua luôn là một trong những tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế cao, thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước ngày càng tăng

Hiện nay Bà Rịa vũng Tàu có rất nhiều khu công nghiệp đã và đang hình

thành như: khu công nghiệp Phú Mỹ, khu công nghiệp Mỹ Xuân A, khu công nghiệp

Mỹ Xuân A2, khu công nghiệp Cái Mép, khu công nghiệp Mỹ Xuân B1… tuy

nhiên trong đó có một số khu công nghiệp hoạt động không hiệu quả dù thời gian

hoạt động đã tương đối dài Chủ trương của tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu là tiếp tục công

cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa mà cụ thể là tiếp tục xây dựng những khu công

nghiệp mới phát triển một cách có hiệu quả đồng bộ các hệ thống hạ tầng kỹ thuật,

thay đổi chức năng sử dụng đất từ những khu sản xuất nông nghiệp kém hiệu quả

thành khu vực sản xuất công nghiệp có hiệu quả cao, trong đó có khu công nghiệp

Châu Đức

Sự ra đời của khu công nghiệp Châu Đức thu hút hàng vạn lao động trực tiếp

trong các nhà máy và tạo thêm việc làm cho nhiều lao động trên công trường xây

dựng và các dịch vụ khác, đồng thời giải quyết việc làm cho người lao động tại chỗ

trong huyện, tỉnh và cả nước, là nơi thu hút các nhà đầu tư sử dụng các công nghệ

sạch và giảm tối đa các tác động gây ô nhiễm cho người dân và môi trường xung

quanh Trong tương lai khu công nghiệp sẽ không ngừng lớn mạnh kéo theo sự gia

tăng các vấn đề môi trường Hoạt động theo tôn chỉ: “Tôn trọng và bảo vệ môt

trường” các vấn đề môi trường của khu công nghiệp đều được Ban quản lý khu công

nghiệp quan tâm Nước thải của các doanh nghiệp hoạt động trong khu công nghiệp

phải xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn loại B (QCVN 24:2009/BTNMT), để từ đó nước thải

sau xử lý sơ bộ sẽ được tiếp tục làm sạch hơn trong hệ thống xử lý nước thải tập

trung của toàn khu công nghiệp, tương tự như mô hình đã và đang áp dụng với hang

loạt khu công nghiệp khác ở tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu cũng như các tỉnh khác của nước

ta

Do đó, việc đầu tư xây dựng một trạm xử lý nước thải tập trung cho khu công nghiệp Châu Đức trước khi xả vào hệ thống kênh, rạch thoát nước tự nhiên là một yêu cầu cấp thiết, và phải tiến hành đồng thời với quá trình hình thành và hoạt động của khu công nghiệp nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho khu công nghiệp trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Chính vì lý do đó đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp Châu Đức, huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, công suất

5000 m 3 /ngày đêm” được lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp trong báo cáo này

1.2 Mục tiêu đề tài

Tính toán thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải cho khu công nghiệp Châu Đức đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 24:2009/BTNMT) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận để bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng

1.3 Đối tượng và phạm quy nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Công nghệ xử lý nước thải cho loại hình Khu Công nghiệp

Lượng nước mưa phát sinh sẽ được thoát trực tiếp ra sông theo hệ thống cống dẫn riêng biệt

1.4 Nội dung đề tài

Tìm hiểu về khu công nghiệp Châu Đức

Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải

Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào

Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải

1.5 Phương pháp thực hiện

 Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu công nghiệp, tìm

hiểu thành phần, tính chất nước thải và các số liệu cần thiết khác

 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải cho các khu công nghiệp qua các tài liệu chuyên ngành

 Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có

và đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp

 Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình

đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý

 Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công

trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn

đề ô nhiễm môi trường do nước thải Khu Công nghiệp

Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho nhân viên cũng như Ban quản lý Khu Công nghiệp

Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập

CHƯƠNG 2

2.1 Giới thiệu chung về khu công nghiệp Châu Đức

2.1.1 Vị trí địa lý

-Thuộc địa bàn hai xã Nghĩa Thành và Suối Nghệ, huyện Châu Đức tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

-Phía Đông giáp khu dân cư thuộc xã Suối Nghệ và xã Nghĩa Thành

- Phía Tây giáp sông Dinh, sông Xoài và ranh giới hành chính Xã Châu Pha (Huyện Tân Thành)

- Phía Nam giáp Sông Cầu và ranh giới hành chính của Xã Hoà Long (Thị xã

- Cách Thành phố Hồ Chí Minh ( IDC Phước Long): 100km

2.1.3 Khoảng cách đường sông

- Cách cảng Thị Vải: 16km

- Cách cảng Cái Mép: 19km

- Cách cảng Gò Dầu: 21 km

2.1.4 Khoảng cách đến sân bay

- Cách sân bay quốc tế Long Thành:54 km

2.2 Cơ sở hạ tầng khu công nghiệp Châu Đức

2.2.1 Giao thông

- Đường thảm nhựa nóng, tải trong 30 tấn

- Đường trục trung tâm của khu gồm 04 làn xe, dải phân cách 02m, lộ giới 50m

- các nhánh đường có 2 làn xe, lộ giới 29m

Hợp tác xây dựng nhà máy cấp nước sạch công suất giai đoạn I là 50.000 và

m3/ngày và tối đa khoảng 200.000 m3/ngày trong tương lai

Gía nước tính theo đơn giá hiện hành trên địa bàn tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

2.2.4 Xử lý nước thải

Dự kiến đầu tư 03 nhà máy xử lý nước thải tập trung có tổng công suất xử lý

dự kiến khoảng 45.000m3/ngày.đêm

Nước thải phải xử lý: nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất

Phí xử lý nước thải sẽ được tính toán trên nguyên tắc không thấp hơn phí xử

lý nước thải các khu công nghiệp tương tự của Việt Nam

2.2.5 Định hướng phát triển của khu công nghiệp

Phân khu công nghệ sạch và công nghệ cao phía Bắc sẽ thu hút các ngành đầu

tư như:

- Lắp ráp linh kiện điện tử, máy tính và chất bán dẫn

- Cáp và vật liệu viễn thông

- Dược phẩm thiết bị y tế

- Lắp ráp ô tô, xe máy , xe đạp

- Cơ khí chính xác

- Thiết bị điện gia dụng

- Các ngành nghề thủ công, chế tác vàng bạc, đá quý, kim cương và kim loại quý

Phân khu công nghiệp đa ngành phía Nam sẽ thu hút những ngành như:

- Gia công cơ khí, cấu kiện thép

- Chế biến nông sản, nông dược(không bao gồm chế biến tinh bột sắn)

- Sản xuất vật liệu xây dựng( không bao gồm sản xuất bê tong thương phẩm và cấu kiện bê tong)

- May mặc thời trang cao cấp, dệt, dày da( không bao gồm công đoạn nhuộm và thuộc da)

- Sản xuất sản phẩm nhựa

- Chế biến gỗ và đồ gỗ cao cấp

- Các sản phẩm hóa dầu, hóa chất các loại( không bao gồm sản xuất hóa chất cơ bản, sản xuất hóa chất bảo vệ thực vật và sản xuất hóa chất bảo vệ thực vật có phát sinh nước thải công nghiệp)

Các ngành nghề không tiếp nhận và hạn chế trong khu công nghiệp:

- Sản xuất bột giấy

- Công nghệ xi mạ

- Sản xuất thủy sản

- Chế biến mủ cao su

- Luyện thép từ nguyên liệu là thép phế liệu sử dụng lò luyện công nghệ không liên tục

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐANG ÁP DỤNG TẠI

VIỆT NAM HIỆN NAY

3.1 Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải

3.1.1 Các thông số vật lý

a) Hàm lượng chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS - SS) có thể có bản chất là:

- Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét)

- Các chất hữu cơ không tan

- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…)

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải

3.1.2 Các thông số hóa học

a) Độ pH của nước

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+

có trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước

Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH có ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước Do vậy rất

có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

b) Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)

Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh) Về bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ

có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật

Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được số liệu tương đối về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn

COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung

và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

c) Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD)

Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20oC, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy

và vi khuẩn hiếu khí Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày Thông số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (Carbonhydrat, protein, lipid )

BOD là một thông số quan trọng:

- Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải

- Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên

- Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục

vụ công tác quản lý môi trường

d) Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO)

Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác

để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản của mình Oxy là yếu tố quan trọng đối với con người cũng như các thủy sinh vật khác

Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hóa sinh học trong nước:

- Oxy hóa các chất khử vô cơ: Fe2+

, Mn2+, S2-, NH3

- Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước nhiễm bẩn trở nên sạch hơn Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trò quan trọng của một số vi sinh vật hiếu khí trong nước

- Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hòa tan Như đã đề cập, khả năng hòa tan của Oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn Cũng vì lý do trên, hàm lượng oxy hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt

e) Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

Nito là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất Nito là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nito vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N2cho không khí

Như vậy, trong môi trường đất và nước, luôn tồn tại các thành phần chứa Nito: từ các protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion Nito vô cơ

là sản phẩm quá trình khoáng hóa các chất kể trên:

- Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, có thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàu protein

- Các hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô cơ (NH4+, NO2-, NO3-)

Thuật ngữ “Nito tổng” là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên Nito là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật

f) Phospho và các hợp chất chứa phospho

Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho có liên quan đến sự chuyển hóa các chất thải của người và động vật và sau này là lượng khổng lồ phân lân sử dụng trong nông nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt

và một số ngành công nghiệp trôi theo dòng nước

Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và phosphat hữu cơ

Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật Việc xác định P tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1)

Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam

g) Chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp

3.1.3 Các thông số vi sinh vật học

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho người Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, virus, giun sán

* Vi khuẩn

Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột, như

dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa

* Virus

Virus có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan Thông thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được virus

* Giun sán

Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả

Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và động vật Trong người và động vật thường có vi khuẩn E.coli sinh sống và phát triển Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác Do

đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác định số lượng số lượng E.coli đơn giản

và nhanh chóng Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

3.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải

3.2.1 Phương pháp cơ học

Mục đích của xử lý cơ học là loại bỏ các tạp chất cĩ kích thước lớn và đầu ra khỏi nước thải, cân bằng lưu lượng và hàm lượng nước thải đi vào hệ thống xử lý nước thải tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo

Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất khơng hịa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải

a) Song chắn rác và lưới lọc rác

Nhiệm vụ: nhằm loại bỏ các loại rác có kích thước lớn, nhằm bảo vệ các công trình phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể làm tắc nghẽn hệ thống (đường ống, mương dẫn, máy bơm) làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các công trình phía sau

Song chắn rác làm bằng sắt trịn hoặc vuơng đặt nghiêng theo dịng chảy một gĩc 60o nhằm giữ lại các vật thơ Lưới lọc giữ lại các cặn rắn nhỏ, mịn cĩ kích thước

từ 1mm - 1,5mm Phải thường xuyên cào rác trên mặt lọc để tránh tắc dịng chảy

b) Bể lắng

Các loại bể lắng thường được dùng để xử lý sơ bộ nước thải trước khi xử lý sinh học hoặc như một cơng trình xứ lý độc lập nếu chỉ yêu cầu tách các loại cặn lắng khỏi nước thải trước khi xả ra nguồn nước mặt

Dùng để xử lý các loại hạt lơ lửng Nguyên lý làm việc dựa trên cơ sở trọng lực

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chất lơ lửng và tính chất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ ẩm của cặn sau lắng và trọng lượng riêng của cặn khơ

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: Lưu lượng nước thải, thời gian lắng (khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng thủy lực, sự keo tụ các chất rắn, vận tốc, dịng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng

c) Bể vớt dầu mỡ

Công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp, nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý) Vì vậy phải thu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau Các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học và chúng cũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

d) Lọc qua lớp vật liệu lọc

Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này áp dụng chủ yếu cho 1 số loại nước thải công nghiệp

Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được 60% các tạp chất không hòa tan và 20% BOD

Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35% theo BOD bằng các biện pháp làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ sinh học

Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi xử lý cơ học nước thải được khử trùng và xả vào nguồn, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua xử lý sinh học

3.2.2 Phương pháp hóa lý

Bản chất của quá trình xử lý hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường

Các phương pháp hóa lý được áp dụng để xử lý nước thải là đông tụ, keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion, trích li, chưng cất, cô đặc, lọc ngược và siêu lọc, kết tinh, nhả hấp Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt lơ lửng phân tán (rắn và lỏng), các khí tan, các chất vô cơ và hữu cơ hòa tan

a) Phương pháp đông tụ và keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn, huyền phù nhưng không thể tách được các chất nhiễm bẩn dưới dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp

lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hòa điện tích thường gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ

Phương pháp đông tụ

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau :

Me3+ + HOH  Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH  Me(OH)+ + H+

Me(OH)+ + HOH  Me(OH)3 + H+

Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO3).2H2O, Fe(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10 -15%

Phương pháp keo tụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào nước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

b) Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ, mạt cưa

…) Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính

c) Tuyển nổi

Tuyển nổi được ứng dụng để loại ra khỏi nước các tạp chất phân tán không tan và khó lắng Trong nhiều trường hợp tuyển nổi còn được sử dụng để tách chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt Về nguyên tắc, tuyển nổi được dùng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học

Ưu điểm của phương pháp tuyển nổi là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi, chi phí đầu tư và vận hành không lớn, thiết bị đơn giản, vận tốc nổi lớn hơn vận tốc lắng, có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ (90 - 95%), hiệu quả xử lý cao (95 - 98%), có thể thu hồi tạp chất Tuyển nổi kèm theo sự thông khí nước thải, giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxi hóa

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

Hiệu suất của quá trình tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bọt khí Kích thước tối ưu của chúng nằm trong khoảng 15 - 30µm Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng Để đạt được mục đích này, đôi khi người ta bổ sung vào nước các chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân pha như dầu bạch dương, phenol, natri ankylsilicat, cresol…

Tùy thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu, quá trình tuyển nổi sẽ đạt hiệu suất cao đối với các hạt có kích thước từ 0,2 – 1,5mm Điều kiện tốt nhất để tách các hạt trong quá trình tuyển nổi là khi tỷ số giữa lượng pha khí và pha rắn

Gk/Gr = 0,01 ÷ 0,1

3.2.3 Phương pháp hóa học

Thực chất của phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường

Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải

a) Phương pháp trung hòa

Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa các axit vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6,5 – 8,5 Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách; trộn lẫn nước thải chứa axit và chứa kiềm, bổ sung thêm tác nhân hóa học, lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

b) Phương pháp oxy hóa khử

Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peoxyhyro (H2O2), ôxy của không khí, ôzon, pyroluzit (MnO2),…

Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn

các tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những phương pháp khác Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen

c) Phương pháp khử trùng bằng chất oxy hóa mạnh

Khử trùng bằng ozon

Độ hòa tan của ozon vào nước gấp 13 lần độ hòa tan của oxy Khi vừa mới cho ozon vào nước, tác dụng khử trùng rất ít, nhưng khi ozon hòa tan đủ liều lượng ứng với hàn lượng đủ để oxy hóa chất hữu cơ và vi khuẩn có trong nước, lúc đó tác dụng khử trùng của ozon mạnh và nhanh hơn gấp 3100 lần so với clo và thời gian khử trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây

Liều lượng ozon cần để khử trùng nước thải sau khi lắng ở bể lắng đợt 2 thường dao động từ 5 – 15 mg/l tùy thuộc vào chất lượng nước đã xử lý Ozon có tác dụng tiêu diệt virut rất mạnh khi thời gian tiếp xúc đủ daì, khoảng 5 phút

3.2.4 Phương pháp sinh học

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí ( với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí( không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương pháp này

thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

3.2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người ta xử lí nước thải trong ao, hồ ( hồ sinh vật) hay trên đất ( cánh đồng tưới, cánh đồng lọc…)

bổ sung cho nước nguồn

3.2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

a) Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn

bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2 Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hóa diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit…

b) Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể

để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor)

Sequencing Batch Reactor (Lò phản ứng theo chuỗi) là hệ thống bùn hoạt tính kiểu làm đầy-và-rút, một hệ thống phản ứng kiểu khuấy trộn hoàn toàn bao gồm tất

cả các bước của quá trình bùn hoạt tính xảy ra trong một bể đơn nhất, hoạt động theo

chu trình mỗi ngày SBR không cần sử dụng bể lắng thứ cấp và quá trình tuần hoàn bùn, thay vào đó là quá trình xã cặn trong bể

Thường có 5 pha xảy ra trong một chu kì hoạt động của bể, bao gồm: Pha đầy, pha phản ứng, pha lắng, pha rút, pha để yên

c) Bể xử lý sinh học kỵ khí dòng lội ngược – (Bể UASB)

Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở

đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó

Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẫn ra khỏi bể

Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Pha lỏng được dẫn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn

Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bể UASB

d) Bể xử lý sinh học thiếu khí – (Bể Anoxic)

Trong bể này xảy ra các quá trình khử BOD, COD, đặc biệt N và P Nhu cầu oxy cần thiết trong hệ thống sinh học làm chức năng chuyển hóa chất nền và phân huỷ nội sinh để khử nitrat Tiếp theo sau quá trình nitrat hoá, vùng khử nitrat cũng có thể kết hợp chặt chẽ vào hệ thống bùn hoạt tính trước khi lọc thứ cấp Sau khi nitrat hoá, nồng độ các chất hữu cơ ở mức thấp nhất và tốc độ khử nitrat phụ thuộc vào tốc

độ hô hấp của các vi khuẩn sử dụng thức ăn dữ trữ từ quá trình phân huỷ nội bào

3.3 Xử lý bùn cặn

Nhiệm vụ của xử lý cặn (cặn được tạo nên trong quá trình xử lý nước thải):

- Làm giảm thể tích và độ ẩm của cặn

- Ổn định cặn

- Khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác nhau

Rác (gồm các tạp chất không tan kích thước lớn: cặn bã thực vật, giấy, giẻ lau…) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác không lớn) hay nghiền rác và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý

Cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử dụng vào mục đích khác

Để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: sân phơi bùn, hồ chứa bùn, hoặc trong điều kiện nhân tạo: thiết bị lọc chân không, thiết bị lọc ép dây đai, thiết bị ly tâm cặn…) Độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55-75%

Máy ép băng tải: bùn được chuyển từ bể nén bùn sang máy ép để giảm tối đa

lượng nước có trong bùn Trong quá trình ép bùn ta cho vào một số polyme để kết dính bùn

Lọc chân không: Thiết bị lọc chân không là trụ quay đặt nằm ngang Trụ quay

đặt ngập trong thùng chứa cặn khoảng 1/3 đường kính Khi trụ quay nhờ máy bơm chân không cặn bị ép vào vải bọc

Quay li tâm: Các bộ phận cơ bản là rôtơ hình côn và ống rỗng ruột Rôtơ và

ống quay cùng chiều nhưng với những tốc độ khác nhau Dưới tác động của lực li tâm các phần rắn của cặn nặng đập vào tường của rôtơ và được dồn lăn đến khe hở,

đổ ra thùng chứa bên ngoài

Lọc ép: Thiết bị lọc gồm một số tấm lọc và vải lọc căng ở giữa nhờ các trục

lăn Mỗi một tấm lọc gồm hai phần trên và dưới Phần trên gồm vải lọc, tấm xốp và ngăn thu nước thấm Phần dưới gồm ngăn chứa cặn Giữa hai phần có màng đàn hồi không thấm nước

Để tiếp tục làm giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt với nhiều dạng khác nhau: thiết bị sấy dạng trống, dạng khí nén, băng tải … Sau khi sấy, độ ẩm còn 25-30% và cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển

Đối với trạm xử lý công suất nhỏ, việc xử lý cặn có thể tiến hành đơn giản hơn: nén sau đó làm ráo nước ở sân phơi cặn trên nền cát

3.4 Một số hệ thống xử lý nước thải đang áp dụng tại các khu công nghiệp

3.6.1 Khu công nghiệp Tân Tạo

Thông số cơ bản

Tổng lưu lượng nước thải: 6000m3/ngđ Lưu lượng trung bình giờ (24h): 250 m3/h Lưu lượng tối đa: 400 m3

/2h

Tính chất cơ bản của nước thải đầu vào

pH ≤ 6 - 9

SS ≤ 200mg/l BOD5 ≤ 400mg/l COD ≤ 600mg/l

Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN

5945-2005)

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Tân Tạo

Công nghệ chủ đạo: Công nghệ truyền thống xử lý sinh học với bùn hoạt tính

sinh trưởng lơ lửng

Ưu điểm: - Công nghệ đơn giản, dễ vận hành

- Sử dụng trong trường hợp nước thải có lưu lượng lớn

Clo

- Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản, ít sửa chữa

Nhược điểm - Diện tích xây dựng lớn

- Đòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động

- Không đề phòng được sự cố kim loại nặng, dễ gây chết bùn

3.6.2 Khu công nghiệp Việt Nam – Singapore (VSIP)

Thông số cơ bản

Lưu lượng dòng thải thiết kế: 6.000 m3/ngày.đêm

Lưu lượng dòng thải thực tế hiện nay: 2.500 m3/ng.đêm

Tính chất nước thải đầu vào

COD ≤ 600 mg/l BOD ≤ 400 mg/l

SS ≤ 400 mg/l TDS ≤ 400 mg/l Dầu mỡ ≤ 60 mg/l

Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Đạt tiêu chuẩn loại B (TCVN 5945 –

2005)

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ HTXLNT khu công nghiệp Việt Nam - Singapore

Công nghệ chủ đạo: Sử dụng công nghệ vi sinh bám dính (lọc sinh học) kết

hợp với bùn hoạt tính aerotank truyền thống

Ưu điểm: - Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, kết hợp xử lý bằng vi sinh vật lơ lửng và dính bám vì vậy hiệu quả xử lý rất cao

- Hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, nước thải đầu ra đạt chất lượng tốt

Nhược điểm: - Khá tốn kém do phải thường xuyên thay vật liệu lọc

- Chi phí đầu tư ban đầu cao, tốn nhiều diện tích xây dựng

- Sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn

3.6.3 Khu công nghiệp Linh Trung 1

Lưu lượng nước thải thiết kế: 5.000m3/ngđ

Tính chất nước thải đầu vào

BOD5 ≤ 500 mg/l COD ≤ 800 mg/l

Nước thải sau xử lý

SS ≤ 300 mg/l Nhiệt độ ≤ 45C

pH ≤ 5 - 9

Yêu cầu: nước thải đầu ra phải được: Xử lý đạt tiêu chuẩn loại A (TCVN

5945-2005)

Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ HTXLNT khu công nghiệp Linh Trung 1

Công nghệ chủ đạo: Sử dụng công nghệ bùn hoạt tính theo phương pháp SBR

là chủ yếu, có kết hợp cơ học - vật lý

Ưu điểm: - Khả năng xử lý nước thải có BOD cao, khử Nitơ, tiết kiệm

diện tích, không cần nhiều nhân viên

- Không tốn chi phí cho việc tuần hoàn bùn

- Thời gian xử lý có thể điều chỉnh linh hoạt

Nhược điểm: - Đòi hỏi người vận hành phải có trình độ cao, vận hành phức

Bể lọc than hoạt tính Máy ép bùn Bể nén bùn Polymer

Bánh bùn

- Chi phí đầu tư xây dựng bể lọc than hoạt tính không hợp lý, tốn kém do phải thay than hoạt tính theo định kì, nước thải có thể không cần qua giai đoạn này mà vẫn đạt hiệu quả

3.6.4 Khu Chế Xuất Tân Thuận

Công suất thiết kế: 10.000m3

Hình 3.4 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải KCX Tân Thuận

Ưu điểm: - Hệ thống xử lý hoá học là chủ yếu

- Ít tốn diện tích xây dựng

- Không đòi hỏi nhiều năng lượng trong suốt quá trình hoạt động

Nhược điểm: - Chi phí xử lý cao

- Người điều hành cần có kỹ năng: Theo dõi, kiểm tra các chỉ tiêu đầu ra thường xuyên

CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO KCN CHÂU ĐỨC

4.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dựa vào

- Công suất trạm xử lý

- Chất lượng nước sau xử lý

- Thành phần, tính chất nước thải khu công nghiệp

- Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước

- Hiệu quả quá trình

- Diện tích đất sẵn có của khu công nghiệp

- Quy mô và xu hướng phát triển trong tương lai của khu công nghiệp

- Yêu cầu về năng lượng, hóa chất, các thiết bị sẵn có trên thị trường

4.2 Thành phần tính chất nước thải tại khu công nghiệp Châu Đức

Lưu lượng nước thải

Do đây là dự án hoàn toàn mới nên việc xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung là yêu cầu cấp thiết nhằm thu hút đầu tư và phù hợp với chủ trương với chính sách của nhà nước hiện nay Trên cơ sở đó việc xác định lưu lượng cho nhà máy chỉ là dự toán ban đầu với công suất thiết kế 5000m3/ngày.đêm

Thành phần và tính chất nước thải

Tất cả các nhà máy xí nghiệp trong khu công nghiệp Châu Đức đều phải có

hệ thống xử lý nước thải cục bộ hoặc nước thải phải đáp ứng giới hạn của nước thải chảy về trạm xử lý nước thải tập trung Giới hạn đó được trình bày trong bảng4.1 như sau:

Bảng 4.1: Giới hạn các thông số ô nhiễm trong nước thải đầu vào và yêu cầu của nước thải đầu ra tại khu công nghiệp Châu Đức

đầu vào

QCVN 24:2009/BTNM

T (loại A)

STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

đầu vào

QCVN 24:2009/BTNM

T (loại A)

4.3 Đề xuất quy trình công nghệ xử lý phù hợp

Dựa trên việc phân tích lưu lượng, thành phần nước thải, yêu cầu mức độ xử

lý, điều kiện kinh tế kỹ thuật đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho KCN như sau:

NaOCl

Ưu điểm - Bể Aerotank phù hợp sử dụng

trong trường hợp nước thải có lưu lượng bất kì

- Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, vận hành đơn giản,

ít sửa chữa

- Dễ khống chế các thông số vận hành

- Hiệu quả xử lý BOD, COD khá cao

- Công nghệ đơn giản, dễ vận hành và dễ bảo dưỡng

- Cấu tạo đơn giản

- Không cần cán bộ vận hành

có chuyên môn cao

- Hiệu quả xử lý BOD, COD,

Nitơ, Photpho … cao

Nhược điểm - Lượng bùn sinh ra nhiều

- Khả năng xử lý N, P không cao

- Cần diện tích lớn, dung tích lớn gấp 3 – 10 lần so với aerotank xử lý nước thải cùng mức độ

- Tốn nhiều năng lượng cho khuấy trộn

Phương án Phương án 1 (Bể khử trùng) Phương án 2 (Hồ sinh vật)

Ưu điểm - Oxy hóa tiếp tục các chất hữu

cơ còn sót lại trong nước

- Tiêu diệt gần như hoàn toàn các

vi sinh vật gây bệnh

- Tốn ít diện tích

- Quản lý đơn giản, dễ dàng

- Phương pháp tốn ít kinh phí, đơn giản, dễ vận hành, không đòi hỏi cung cấp năng lượng

- Có khả năng làm giảm các vi sinh gây bệnh trong nước thải

- Có khả năng loại các chất hữu

cơ, vô cơ tan trong nước

Nhược điểm - Tốn nhiều hóa chất -Tốn nhiều diện tích

Nhận xét: Sau khi so sánh ưu, nhược điểm 2 công nghệ xử lý thấy rằng:

Phương án 1 có nhiều ưu điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế cho trạm xử lý nước thải

KCN Châu Đức về quy mô, kinh tế, quản lý, vận hành Chính vì vậy chọn phương

án 1 để tính toán thiết kế cho Châu Đức công suất 5000m3/ngày đêm

4.3.4 Thuyết minh quy trình công nghệ lựa chọn

Nước thải từ các cơ sở sản xuất trong Châu Đức sẽ tự chảy về hố thu của nhà máy xử lý nước thải theo đường ống chính Nước thải trước khi đi vào hố thu đi qua song chắn rác để loại bỏ những loại rác thô để bảo vệ bơm trong hố thu Nước thải từ

hố thu được luân phiên bơm bằng 2 bơm chìm lên thiết bị lược rác tinh Thiết bị này dùng để tách các loại rác, đá, sỏi có kích thước lớn hơn 1,5mm ra khỏi nước thải

Nước thải sau khi tách rác đi vào bể điều hòa Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và hàm lượng chất thải trong nước thải đi vào nhà máy, đồng thời hạn chế vi sinh kị khí phát triển do có gắn các đĩa phân phối khí Nước thải từ bể điều hòa được bơm qua hệ thống xử lý hóa học bằng 2 bơm chìm

Trên đường ống dẫn vào bể keo tụ thì nước thải được châm NaOH để nâng

pH của nước thải lên khoảng 9,2 - 9,7 Với pH cao thì kim loại nặng sẽ chuyển sang dạng hidroxit không tan Nước thải tiếp tục đi vào bể keo tụ tại đây chất keo tụ FeCl3được thêm vào để giúp quá trình keo tụ các hidroxit kim loại Tiếp theo nước thải đi vào bể tạo bông và sự có mặt của chất trợ keo tụ là một loại polimer anion để tiếp tục làm tăng kích thước và trọng lượng bông cặn tạo thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo

Sau bể tạo bông là bể lắng sơ cấp (lắng I) các chất kết tủa lắng xuống đáy bể, dưới đáy bể có hệ thống cào bùn vào trung tâm đáy bể hình nón và được 2 bơm bùn luân phiên định kì bơm về bể nén bùn

Nước sau khi ra khỏi bể lắng I sẽ tự chảy về bể Aerotank Ở đây khí được cung cấp nhờ các đĩa phân phối khí giúp cho quá trình hòa tan oxy được hiệu quả Mục đích giai đoạn này là dựa vào hoạt động phân hủy của vi sinh vật làm giảm lượng hữu cơ trong nước thải cũng như làm đông tụ các chất thải dưới dạng keo lắng Sinh khối vi sinh vật tăng lên đồng thời, hàm lượng chất hữu cơ giảm đi

Sau đó nước tự chảy về bể lắng thứ cấp (bể lắng II), bể lắng II có nhiệm vụ giúp cho việc lắng tách bùn hoạt tính và nước thải đã được xử lý, bùn lắng phần lớn được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank, lượng bùn dư được bơm vào bể nén bùn

Để đảm bảo nước thải đầu ra đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột A, ta tiến hành lọc lại nước thải sau khi lắng Do đó nước thải sau lắng II cho chảy vào bể chứa trung gian Bể chứa trung gian có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng trước khi bơm lên bể lọc áp lực Quá trình lọc xảy ra nhờ lớp áp lực nước phía trên vât liệu lọc, giữ lại những cặn lơ lửng và kết tủa chưa lắng ở các công trình trước Sau một thời gian hoạt động, ta tiến hành rửa ngược bể lọc Nước sau rửa lọc được đưa về bể điều hòa

và thực hiện quá trình xử lý tiếp theo

Nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận phải cho qua bể khử trùng (khử trùng bằng NaOCl) nhằm loại bỏ các vi trùng gây bệnh

Mục đích của việc xử lý bùn là để ổn định khối lượng bùn thải, khử nước để làm giảm thể tích bùn Bùn được bơm từ 2 bể lắng để phân hủy Bùn sau đó được bơm về về máy ép bùn, trộn lẫn với 1 loại Polymer Cation để giúp bùn kết vón lại và tăng hiệu quả tách loại nước Nước tại máy ép bùn được bơm ngược về hố thu

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

5.1 Mức độ cần thiết xử lý và thông số tính toán

SS SS

Trong đó:

SSv: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải chưa xử lý, (mg/l)

SSr: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải sau xử lý cho phép xả thải vào nguồn nước, (mg/l)

 Mức độ cần thiết phải xử lý hàm lượng BOD

300

30300100

COD

COD COD

5.1.2 Xác định các thông số tính toán

Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24 vậy lượng nước thải đổ ra liên tục

Lưu lượng trung bình ngày:

3

h m

Q tb ngd



Lưu lượng trung bình giây:

Qs

6 , 3

33 , 208 6 ,

)(20)/(33,

m h

phút

phút h

m





Chọn chiều cao hữu ích của bể H = 5 (m)

Chiều cao xây dựng của bể thu gom

Hxd = H + hbvVới:

H : Chiều cao hữu ích của bể, (m)

hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m)

 Hxd = 5 + 0,5 =5,5 (m)

 Diện tích mặt bằng:

A = 22 22 ( )

5

11 ,

m H

 Chọn ống dẫn nước vào bể thu gom

Chọn ống dẫn nước vào với vận tốc v = 0,9(m/s), D = 500(mm) (Điều 4.6.1 TCVN

7957 – 2008)

Theo điều 6.2.5 (TCVN 5957 – 2008) thì độ sâu đặt ống đối với nơi có nhiều xe cơ

giới đi lại Hmin = 0,7(m) Vậy, Chọn H = 1(m)

 Ống dẫn nước thải sang bể điều hòa

Nước thải được bơm sang bể điều hòa nhờ một bơm chìm, với vận tốc nước chảy

max

m v

Q s



Đường kính ống dẫn nước thải ra

2142,3

046,044

1081,91000092,0

= 9.02 (Kw) = 12(Hp) Trong đó:

 : Hiệu suất chung của bơm từ 0,72 – 0,93, chọn = 0,8

ρ : Khối lượng riêng của nước 1.000 (kg/m3)

Chọn bơm chìm, được thiết kế 2 bơm có công suất như nhau (12Hp) Trong đó 1 bơm đủ để hoạt động với công suất tối đa của hệ thống xử lý, 1 bơm còn lại là dự phòng

Bảng 5.1: Tổng hợp tính toán bể thu gom

Thời gian lưu nước t Phút 20 Kích thước bể thu gom

Chiều dài L mm 5000 Chiều rộng B mm 5000 Chiều cao Hxd mm 5500 Đường kính ống dẫn nước thải ra D mm 250 Thể tích bể thu gom Wt m3 137.5

5.2.3 Bể điều hòa

Nhiệm vụ

Điều hoà lưu lượng và nồng độ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ Qua đó oxy hóa một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình đơn vị phía sau và tăng hiệu quả xử lý nước thải của trạm

m H

H : Chiều cao hữu ích của bể, (m)

hbv : Chiều cao bảo vệ, hbv = 0,5 (m)

 Kích thước của bể điều hoà: L x B x Hxd = 18m x 12m x 5m

Thể tích thực của bể điều hòa: Wt = 18 x 12 x 5,5 = 1188 (m3)

 Tính toán hệ thống đĩa, ống, phân phối khí

Hệ thống đĩa

Chọn khuấy trộn bể điều hoà bằng hệ thống thổi khí Lượng khí nén cần cho thiết bị khuấy trộn:

qkhí = R x Wdh(tt) = 0,012 (m3/m3.phút) x 833,33 (m3) = 10(m3/phút) = 600 (m3/h) = 10.000 (l/phút)

Chọn khuếch tán khí bằng đĩa bố trí dạng lưới Vậy số đĩa khuếch tán là:

n =

) / ( 70

) / ( 10000

phút l

phút l r

q kk

 = 142,23 (đĩa) Trong đó:

r : Lưu lượng khí, chọn r = 70 (l/phút) (r =11 – 96 l/phút)_( Nguồn[6]:

Bảng 9 – 8) Chọn đường kính thiết bị sục khí d = 170mm

)/(166,04

2 3

s m D

s l s

l  = 0.00922 (m3/s) và chọn

đường kính ống nhánh dnh = 49 (mm) ứng với vận tốc ống nhánh:

vn =

4049,0

009255,

04

2

/ 3

Mỗi ống nhánh có 8 đĩa phân phối khí cách nhau 1500mm

Áp lực và công suất của hệ thống nén khí

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

Htc = hd + hc + hf + H Trong đó:

hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, (m)

hc : Tổn thất áp lực cục bộ, hc thường không vượt quá 0,4m

hf : Tổn thất qua thiết bị phân phối , hf không vượt quá 0,5m