THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ xử lý nước THẢI

Thông tin tài liệu

Nước thải sinh hoạt chứa các chất ô nhiễm như các hợp chất có nguồn gốc từ khoáng và hữu cơ có thể là dạng không hòa tan, hòa tan và dạng keo. Phần chính ô nhiễm hữu cơ được coi như là protein, các chất béo, hydratcacbon và sản phẩm do phân hủy. Các chất ô nhiễm dạng vô cơ gồm cát, sét và các hạt dạng muối được hình thành thông qua hoạt động của con người. Cuối cùng gồm photpho, hydratcacbon, muối amôn (sản phẩm của thủy phân urê). Các hợp chất hữu cơ chiếm 4558% của tổng lượng chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt.

THUYẾT MINH TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỰ ÁN: ĐẠI LÝ KINH DOANH VÀ BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA Ô TÔ MỤC LỤC Chương I TÊN DỰ ÁN – CHỦ ĐẦU TƯ - NHÀ THẦU THI CÔNG I TÊN DỰ ÁN: Tên Dự án: ĐẠI LÝ KINH DOANH VÀ BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA Ô TÔ Địa điểm: Xã Dĩnh Trì, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang II CHỦ ĐẦU TƯ: CÔNG TY CỔ PHẦN HỢP TÁC ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN III NHÀ THẦU THI CÔNG: Chương II TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI II.1 NGUỒN GỐC PHÁT SINH - Nước thải sinh hoạt sinh từ hoạt động sống hàng ngày người Thông thường sinh từ hai nguồn chính: + Nước thải đen (black wastewater): Là nước thải sinh nhà vệ sinh (nước thải bể tự hoại) + Nước thải xám (gray wastewater): là nước thải sinh từ các hoạt động hàng ngày người từ các dịch vụ tắm rửa, ăn uống, sinh hoạt canteen, rửa sàn để xe - Nước thải công nghiệp phát sinh từ quá trình sản xuất Tùy ngành nghề sản xuất mà nước thải có tính chất khác Thơng thường sinh từ nguồn chính: + Nước bẩn: là nước thải sinh từ các quá trình sản xuất, xúc rửa máy móc thiết bị hay từ quá trình sinh hoạt công nhân viên Loại nước thải này chứa nhiều tạp chất, chất độc hại, ô nhiễm + Nước không bẩn: là loại nước sinh chủ yếu làm nguội thiết bị, giải nhiệt các trạm làm lạnh, ngưng tụ nước hay nước rửa số vật liệu sản xuất Loại nước này lấy nguồn từ nước và nước phát sinh là nước sạch, có chứa bụi bẩn II.2 ĐẶC ĐIỂM VÀ THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC THẢI Nước thải sinh hoạt chứa các chất ô nhiễm các hợp chất có nguồn gốc từ khoáng và hữu có thể là dạng khơng hòa tan, hòa tan và dạng keo Phần nhiễm hữu coi là protein, các chất béo, hydratcacbon và sản phẩm phân hủy Các chất ô nhiễm dạng vô gồm cát, sét và các hạt dạng muối hình thành thông qua hoạt động người Cuối cùng gồm photpho, hydratcacbon, muối amôn (sản phẩm thủy phân urê) Các hợp chất hữu chiếm 45-58% tổng lượng chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt Nước thải sản xuất bao gồm: các cặn bụi bẩn và dầu mỡ xe (CTNH), các kim loại Nhưng lượng chất thải sản xuất mà không thu gom và xử lý kịp thời nó sẽ làm mất cảnh quan cho khu vực, gây ảnh hưởng đến môi trường tiếp nhận làm thay đổi chất lượng nước mặt cũng nguồn nước ngầm cũng bị ảnh hưởng đối với nguồn nước, đất, làm mất cân bằng hệ sinh thái Mặt khác, theo chuỗi thức ăn các chất ô nhiễm nước thải sản suất như: rau, cá sẽ thâm nhập vào thể người gây các bệnh ngoài da, bệnh nan ý ung thư Bảng là các thông số thể chất lượng nước thải từ các nguồn khác và yêu cầu theo QCVN 40:2011) mà ta phải tuân thủ (Nguồn số liệu đối chứng: J.A Salvator; N.L Nemerow; F.J Agardy, Environmental Engineering, 5th Ed., John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2003, p.542) Các thông số chưa nêu QCVN thì sử dụng TCVN 5945:2005 Thông số Nước thải Nhà Từ bể độc phốt nhà lậpc độc lậpd Nước Nước xáme,f đene,f Từ bể QCVN phốt 40:2011 Khu nghỉ A B 50 150 40 40 dưỡngg Màu Khơng yếm khí Yếm Xám khí Mùi Khơng Hơi đen yếm khí Yếm Mùi mớc khí Temperature, o F -32 x 0.55555= o C TS TVS TSS VSS — 3.5 Thối, H2S — 4.5 55–90h 63 12,8–32.2 17.2 800 425 200 130 968 514 376 820 528 621 101 162 77 165 50 100 8.2 140 6-9 5.5-9 20 40 10 75 30 150 50 10 500 Cặn lắng pH TN N hữu N-amoni N-nitrat TP COD BOD5(20oC) TOC Dầu mỡ Coliform, 7.5 40 25 0.5 0.5 15 — 8.1 84 7.4 36 6.8 11.3 7.8 153 64 — 61 709 12 0.12 15 675 1.7 0.12 1.4 366 138 0.22 18.6 258 — — — 65 — 125 97 30 × 106 — 110 × 106 MPN/100 ml 0.6 29 405 24 × 0.25 300 106g × 106 Fecal coliform, /100ml — — — 1.4 × 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO a Average, in mg/L unless otherwise noted b P F Atkins, ‘‘Water Pollution by Domestic Waves,’’ in Selection and Operation of Small Wastewater Treatment Facilities—Training Manual, by C E Sponagle, U.S Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH, April 1973, p 3-3 c K S Watson, R P Farrell, and J S Anderson, ‘‘The Contribution from the Individual Home to the Sewer System,’’ J Water Pollut Control Fed., December 1967, pp 2039– 2054 d J A Salvato, Jr., ‘‘Experience with Subsurface Sand Filters,’’ Sewage Ind Wastes, 27(8) 909–916 (August 1955) e Septic tank effluent The higher concentration of coliform bacteria in the gray-water effluent are attributed to the large amounts of undigested organic matter in kitchen wastewater f M Brandes, Characteristics of Effluents from Separate Septic Tanks Treating Grey Water and Black Water from the Same House, Ministry of the Environment, Toronto, Canada, October 1977, pp 9, 27 g R O Sylvester and R W Seabloom, Rest Area Wastewater Disposal, University of Washington, Seattle, WA, January 1972, p 30 h For the central states zone in the United States i MPN _ most probable number Chương III TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP / CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Trên giới cũng ở Việt Nam từ lâu đã có nghiên cứu và áp dụng các công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm đồng thời COD và nitơ Nguyên tắc xử lý là thực đồng thời hai quá trình nitrat (quá trình oxi hóa COD và amôni bằng vi sinh, sản phẩm chủ yếu là CO 2, nitrat và sinh khối) và khử nitrat (là quá trình khử nitrat và tiêu thụ COD, sản phẩm chủ yếu là N2 và sinh khối) Một hệ thống xử lý nước thải ô nhiễm đồng thời COD và nitơ đầy đủ bao gồm: • Các đơn vị xử lý học: chắn rác, lắng cát, lắng sơ cấp, tách dầu mỡ ; • Các đơn vị xử lý phương pháp hóa lý: keo tụ - tạo bơng, tuyển nổi, ; • Các đơn vị xử lý phương pháp sinh học: yếm khí (chủ yếu xử lý COD), thiếu khí (xử lý đồng thời COD nitrat), hiếu khí bao gồm lắng thứ cấp (oxi hóa COD amơni ); • Đơn vị khử trùng; • Các đơn vị xử lý bùn Ở đây, các kỹ thuật xử lý áp dụng cho quá trình nitrat và khử nitrat phân loại sau: • kỹ thuật bùn hoạt tính; • Kỹ thuật bùn hoạt tính kết hợp kỹ thuật màng lọc vi sinh; • Kỹ thuật lọc sinh học:  Lọc ngập nước (với lớp vật liệu mang vi sinh cố định hoặc phân tán nước)  Lọc không ngập nước (lọc sinh học nhỏ giọt)  Lọc kết hợp ngập nước và không ngập nước (lọc dạng đĩa quay sinh học) III.1.KỸ THUẬT BÙN HOẠT TÍNH Ra đời đầu kỉ 19, áp dụng rộng dãi ở nhiều nước giới Kỹ thuật này cho hiệu suất xử lý cao COD ~ 95%, nitơ ~ 90%, có thể điều chỉnh suất xử lý dễ dàng việc thay đổi mật độ vi sinh bể phản ứng Tuy nhiên, hạn chế là cần bể lắng thứ cấp kèm, rất khó khăn việc kiểm soát bùn và xử lý bùn, xem hình Nước thải Đơn vị xử lý học Đơn xử lý bằng phương pháp hóa lý (nếu cần) tuần hoàn khử nitrat (bùn hoạt tính) Nitrat (bùn hoạt tính) Lắng thứ cấp Đơn vị khử trùng cấp khí bùn tuần hoàn Nước Bùn thải Đơn vị xử lý bùn (nếu cần ) Hình 1: Xử lý COD và nitơ bằng hai quá trình nitrat và khử nitrat bằng kĩ thuật bùn hoạt tính III.2 KỸ THUẬT BÙN HOẠT TÍNH KẾT HỢP VỚI MÀNG LỌC VI SINH (CƠNG NGHỆ MBR) Ra đời năm gần đây, dựa vào sự kết hợp kỹ thuật bùn hoạt tính với mật độ bùn vi sinh bể phản ứng cao có thể lên tới 10,000 mg/l và kỹ thuật tách bùn (vi sinh) bằng màng lọc, xem hình Chất lượng nước sau xử lý là rất tốt, nằm mức cho phép tiêu chuẩn thải Việt Nam QCVN 40:2011/BNTMT (cột B), đặc biệt độ đục < NTU Kỹ thuật kết hợp này không cần bể lắng thứ cấp, đó tránh tượng cặn lơ lửng (SS) nước đầu tăng tượng bùn bể lắng thứ cấp Nước sau xử lý có thể áp dụng cho các mục đích sử dụng khác như: tưới tiêu, chăn nuôi, Tuy nhiên, hạn chế kỹ thuật kết hợp này là việc chống tắc màng lọc vi sinh, đồng thời chi phí đầu tư cao do: giá thành màng lọc cao, tiêu tốn điện cao cho đơn vị cấp khí Ngoài ra, vận hành khá phức tạp, cần người có kỹ thuật cao Nước thải Đơn vị xử lý học Đơn vị xử lý bằng phương pháp hóa lý (nếu cần) tuần hoàn Yếm khí (nếu cần) khử nitrat nitrat – màng lọc vi sinh Bùn tuần hoàn Cấp khí Bùn thải Đơn vị khử trùng Nước Đơn vị xử lý bùn (nếu cần) Hình 2: Xử lý COD và nitơ bằng hai quá trình nitrat và khử nitrat sử dụng kỹ thuật bùn hoạt tính kết hợp với tách vi sinh bằng kỹ thuật màng lọc III.3.KỸ THUẬT LỌC SINH HỌC Ra đời vào năm 60 kỉ thứ 19 Nguyên tắc kỹ thuật này là dựa sự chuyển hóa các chất ô nhiễm (COD, nitơ) bằng vi sinh dính bám lớp vật mang vi sinh (lớp vật liệu mang vi sinh có thể cố định hoặc phân tán về mặt vị trí) Việc sử dụng kỹ thuật này cho hiệu xử lý không cao so với kỹ thuật bùn hoạt tính do: khó khăn việc lựa chọn vật liệu có khả dính bám vi sinh tốt, khả điều chỉnh mật độ vi sinh thiết bị phản ứng thấp Tuy nhiên, chất lượng nước có thể đạt tiêu chuẩn xả thải Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT (cột A hoặc B), ngoài quá trình xử lý lượng bùn sinh là rất thấp III.3.1.Kỹ thuật lọc sinh học ngập nước với lớp vật liệu lọc cố định (Công nghệ AAO) Kỹ thuật này cho hiệu xử lý 80 – 90% COD, 50 – 70% nitơ, hiệu xử lý photpho đạt trung bình 20%, xem hình Bên cạnh kỹ thuật lọc ngập nước với lớp vật liệu lọc cớ định có kỹ thuật lọc sinh học nhỏ giọt cũng với lớp vật liệu lọc cố định, là kỹ thuật đời sớm nhất các kỹ thuật lọc sinh học Hiệu xử lý COD và nitơ cao, 90%, 70% Bên cạnh đó, kỹ thuật này dễ dàng vận hành, không cần cán có chun mơn cao, hệ thớng hoạt động ổn định, bị biến động bởi chất lượng dòng nước vào Nước thải Đơn vị xử lý học Đơn xử lý bằng phương pháp hóa lý (nếu cần) Nước tuần hoàn Yếm khí (nếu cần) khử nitrat (lọc cớ đinh) Nitrat (lọc cố định) bùn tuần hoàn Lắng thứ cấp Đơn vị khử trùng Nước cấp khí Bùn thải Đơn vị xử lý bùn (nếu cần) Hình 3: Xử lý COD và nitơ bằng hai quá trình nitrat và khử nitrat sử dụng kỹ thuật lọc sinh học ngập nước với lớp vật liệu lọc cố định (công nghệ AO) III.3.2 Kỹ thuật lọc sinh học ngập nước với lớp vật liệu lọc phân tán(Công nghệ MBBR) Nước thải Đơn vị xử lý học Đơn xử lý bằng phương pháp hóa lý (nếu cần) Nước tuần hoàn Yếm khí (nếu cần) khử nitrat (lọc phân tán) nitrat (lọc phân tán) bùn tuần hoàn Lắng thứ cấp Đơn vị khử trùng Nước cấp khí Bùn thải Đơn vị xử lý bùn (nếu cần) Hình 4: Xử lý COD nitơ hai trình nitrat khử nitrat sử dụng kỹ thuật lọc sinh học ngập nước với lớp vật liệu mang vi sinh phân tán Kỹ thuật này cho hiệu cao, giảm thời gian lưu nước hệ thớng, chiếm diện tích xử lý nhỏ, vận hành dễ dàng Hệ thống hoạt động liên tục và ổn định Chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì bảo dưỡng thấp xem hình III.3.3.Kỹ thuật lọc kết hợp đồng thời ngập nước không ngập nước (Đĩa quay sinh học) Là quá trình lấy oxi từ khơng khí bằng đĩa quay sinh học (theo chu kì ngập nước – không ngập nước – ngập nước,…) Kỹ thuật này cho phép giảm thiểu điện tiêu thụ máy khí các kỹ thuật Tuy nhiên, tốc độ xử lý chất (COD và nitơ) không cao, 80% COD, 50% nitơ, cần bể lắng thứ cấp, tiêu tốn điện cho các động quay đĩa quay, xem hình Nước thải Đơn vị xử lý học Đơn xử lý bằng phương pháp hóa lý (nếu cần) Nước tuần hoàn Yếm khí (nếu cần) khử nitrat (tuỳ chọn) bùn tuần hoàn nitrat (lọc đĩa quay) Lắng thứ cấp Nước cấp khí Bùn thải 10 Đơn vị khử trùng Đơn vị xử lý bùn (nếu cần) đơn giản, phần lớn các loại cặn có kích thước và tỷ trọng lớn sẽ giữ lại bể để phân hủy Nước sau qua bể tự hoại dẫn về bể điều hòa trạm xử lý nước thải + Bể số 2: BỂ TÁCH DẦU MỠ/ GREASE INTERCEPTOR TANK Do đặc thù tòa nhà có dòng nước thải rửa xe, khu ăn ́ng nên sẽ phát sinh nước thải nhiễm dầu mỡ và nước thải nhiễm dầu từ quá trình rửa sàn để xe nên phải tiến hành hành tách dầu mỡ sơ đới với dòng nước thải này trước vào hệ thớng xử lý phía sau Bể tách dầu mỡ sử dụng nguyên lý tách nhờ trọng lực, tỷ trọng dầu mỡ nhẹ nước nên dầu mỡ sẽ lên bề mặt và giữ lại bể và vớt theo định kì Có hai bể tách dầu mỡ, bể tách dầu mỡ cho dòng nước thải nhà ăn, bể tách dầu mỡ cho dòng nước thải từ xưởng rửa xe Phần nước sau qua bể tách mỡ thì dẫn về bể điều hòa để tiếp tục xử lý các khâu phía sau + Bể số 3: BỂ ĐIỀU HỊA/ EQUALIZATION TANK Dòng nước thải từ bể tự hoại và các dòng nước thải sau bể tách mỡ dẫn về bể điều hòa Tại nước thải điều hòa và ổn định về lưu lượng và chất lượng Việc lắp đặt hệ thớng phân phới khí thơ đáy bể điều hòa khơng có tác dụng khuấy trộn đều các dòng nước thải làm ổn định chất lượng nước thải bể mà làm giảm mùi nước thải cho các đơn vị xử lý phía sau Trong bể điều hòa lắp đặt song chắn rác nhằm tách rác có kích thước lớn khỏi nước thải để bảo vệ hệ thống thiết bị động lực trạm xử lý Nước sau bể điều hòa đưa tới bể khử nitrat thơng qua hệ thống 02 bơm hoạt động tự động luân phiên theo cài đặt timer tủ điện + Bể số 4: BỂ THIẾU KHÍ / ANOXIC TANK Bể thiếu khí sử dụng kĩ bùn hoạt tính phân tán kết hợp với đệm vi sinh cố định(công nghệ AO) Tại có bớ trí hệ thớng sục khí thơ nhằm tăng cường khả hòa trộn nước thải dòng vào với dòng bơm bổ sung chất từ bồn chứa cùng dòng tuần hoàn từ bể lắng vào bể thiếu khí thơng qua 02 bơm bùn bể lắng Chuyển hóa Nito trải qua các bước sau: NO3- → NO2- → NO → N2O → N2 Quá trình xử lý đồng thời COD và Nitơ tổng diễn ra, tức thực quá trình chuyển hóa NO3- (nguồn tuần hoàn từ bể hiếu khí về) thành N thơng qua hoạt động vi sinh bể có mặt BOD5 Để đảm bảo cho quá trình chuyển hóa NO 3- thành N2 vi sinh vật cần chất BOD5 để tổng hợp lượng chuyển hóa nito, tỷ lệ các chất cần phải có nước thải: BOD 5:N = 19 100:5 Nước thải đầu vào có tỷ lệ BOD 5:N = 220:40 ≈ 28:5 Do đó với nước thải đầu vào thiếu BOD5 nên cần phải bổ sung chất(BOD5) để đảm bảo tỷ lệ BOD5:N = 100:5 thì xử lý Nito có nước thải Tỷ lệ này nhà thầu kiểm chứng thực tế và rất nhiều sách thớng đã viết và viện dẫn như(trang 110 sách “ Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học” – PGS.TS Lương Đức Phẩm) và đã đưa vào thực tế Việt Nam bằng tiêu chuẩn Quốc Gia: TCVN 7957:2008 – Thoát nước – mạng lưới và công trình bên ngoài – tiêu chuẩn thiết kế Nước thải cuối đầu ngăn khử nitrat tự chảy tràn sang bể hiếu khí + Bể số 5:BỂ HIẾU KHÍ/ AEROBIC TANK Bể hiếu khí sử dụng kĩ thuật vật liệu mang vi sinh di động (công nghệ MBBR) Tại phần lớn lượng BOD oxi hóa thành sản phẩm H 2O, CO2; amôni oxi hóa thành nitrat (NO3-) nhờ quá trình lên men hiếu khí bùn hoạt tính với điều kiện oxy hòa tan - Quá trình phân hủy hợp chất hữu gồm 03 giai đoạn: • Giai đoạn (Ơ xy hóa các chất hữu cơ): Oxy hóa toàn các hợp chất hữu có nước thải để đáp ứng nhu cầu lượng tế bào CxHyOzN + (x+y/4+z/3+3/4)O2 → xCO2 + [(y-3)/2]H2O + NH3 • Giai đoạn (Quá trình đồng hóa): Tổng hợp để xây dựng tế bào CxHyOzN + NH3 + O2 → Tế bào vi sinh vật + CO2 + C5H7NO2 • Giai đoạn (Quá trình dị hóa):Tự ô xy hóa chất liệu tế bào(tự phân hủy) C5H7NO2 + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 ± ∆H ∆H là lượng sinh hay hấp thu vào Các chỉ số x,y,z tùy thuộc vào dạng chất hữu chứa cacbon bị oxy hóa - Quá trình nitrat hóa: 20 Hình Sơ đồ quá trình chuyển hóa nito nước thải xử lý sinh học Quá trình nitrat hóa là quá trình chuyển hóa Nito từ dạng NH 4+, Nito có hợp chất hữu về dạng NO3- theo các bước: NH4+ → NO2- → NO3- thể qua các phản phản ứng sau: NH4+ + O2 → NO2- + H+ + H2O (Vi khuẩn Nitrosomonas) NO2- + O2 → NO3- (Vi khuẩn Nitrobacter) Tổng phản ứng oxy hóa amoni: NH4+ + O2 → NO3- + H+ + H2O Để quá trình xử lý hiếu khí diễn tới ưu cần chỉ sớ DO ≥ 2mg/l cho quá trình oxi hóa Oxi cấp thơng qua hệ thớng ớng phân phới khí tinh bằng hệ thớng 02 máy thổi khí chạy ln phiên Xúc tiến quá trình hòa tan oxy vào nước thải nhờ các ớng phới khí tinh lắp đặt đáy bể Nước và bùn vi sinh sau qua bể hiếu khí tự chảy sang bể lắng + Bể số 6:BỂ LẮNG THỨ CẤP/FINAL CLARIFIER Tại bể lắng ta sử dụng côn thu bùn để tăng cường hiệu lắng cũng quá trình tuần hoàn bùn về các bể phía trước.Tại đâyxảy quá trình tách loại bùn vi sinh nước Toàn bùn vi sinh lắng ở đáy bể, nước tự chảy sang bể khử trùng Bùn lắng đưa về bể chứa bùn, thông qua 02 máy bơm hoạt động luân phiên theo chỉ thị hệ thống điều khiển tự động Một phần bùn dư tuần hoàn về bể chứa bùn, bể khử nitrat và bể hiếu khí để hiệu chỉnh chế độ công nghệ và hoạt động vi sinh nhằm đảm bảo cho chất lượng nước thải đầu 21 +Bể số 7:BỂ KHỬ TRÙNG /DISINFECTION TANK Nước từ bể lắng tự chảy về bể khử trùng Tại đây, nước sẽ trộn với hóa chất khử trùng dạng viên nén Clo nhằm ức chế và giết vi sinh gây bệnh nước Nước sau khử trùng đạt QCVN 40: 2011/BTNMT (Cột B) dẫn ngoài hệ thống thoát nước chung khu vực + Bể số 8:BỂ CHỨA BÙN/ SLUGE TANK Bùn dư từ bể lắng bơm đưa về bể chứa bùn nhờ bơm bùn chạy luân phiên theo cài đặt timer Bùn định kỳ hút xử lý theo quy định bằng xe hút bùn chuyên dụng IV.6 LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG Các thiết bị bơm, máy thổi khí, tủ điện… hệ thớng tính toán và lựa chọn theo các tiêu chuẩn quy định kỹ thuật đáp ứng các tiêu chí sau : - Thiết bị có công suất phù hợp công suất trạm xử lý - Dễ dàng lắp đặt và vận hành - Thiết bị chất lượng cao, thời gian sử dụng lâu dài - Dễ tìm kiếm thay thị trường - Dễ dàng sửa chữa - Tiết kiệm tiêu hao điện quá trình sử dụng IV.7 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Giải pháp kỹ thuật đưa nhằm làm tối ưu dựa công nghệ đã lựa chọn như: Các giải pháp công nghệ nâng cao hiệu suất, độ tin cậy hệ thống - Hệ thống tích hợp tồn quy trình xử lý bên khối bể bê tơng cốt thép: Việc tích hợp các bể xử lý bên khới bể bê tơng với mục đích giảm thiểu tới đa chi phí đầu tư Việc tích hợp này tạo điều kiện cho việc kiểm tra nhanh chóng, vận hành đơn giản - Yêu cầu kiểm soát thông số: Quá trình ôxy hóa chất hữu hoàn toàn tập trung ở khối bể bê tông nên việc kiểm soát quá trình phản ứng sinh học dễ dàng, thuận lợi Để khống chế hoạt động bể chỉ cần kiểm soát nồng độ oxy hòa tan, các chất dinh dưỡng Nitơ, Phốt và nồng độ bùn hoạt tính ở bồn Khi hệ thớng vào hoạt động ổn định thì không cần hiệu chỉnh các thông số thiết bị Do đó có thể khẳng định là phương pháp vận hành đơn giản nhất hiệu cao - Xử lý chất ô nhiễm dạng Nitơ Phốt pho: Với cơng nghệ bùn hoạt tính bình thường thì chỉ xử lý các chất ô nhiễm dạng BOD hay COD các chất nhiễm tồn dạng Nitơ và Phốt thì không khó xử lý Với công nghệ 22 AO kết hợp với công nghệ MBBR có kết hợp hai quá trình thiếu khí và hiếu khí nên có thể loại bỏ các chất ô nhiễm dạng Nitơ và Phốt khá dễ dàng Vì vậy, chất lượng nước đầu đảm bảo tiêu chuẩn BOD, nitơ và phốt - Tiết kiệm lượng: Do sử dụng thiết bị và sớ thiết bị không hoạt động 24/24h nên sẽ tiết kiệm lượng tiêu hao cho toàn hệ thống - Thiết bị dễ thay thế: Các thiết bị sử dụng bơm chìm nước thải, máy thổi khí, bơm hóa chất là các thiết bị sẵn có thị trường, vì dễ dàng tìm kiếm và thay về sau này - Dễ vận hành: Bơm nước thải, máy thổi khí hoạt động hoàn toàn tự động theo chương trình PLC từ tủ điều khiển trung tâm Do việc vận hành hệ thống trở nên rất đơn giản - Chủng loại vi sinh vật: Hệ vi sinh vật phân lập từ hệ vi sinh vật có sẵn nước thải mà khơng cần phân lập ở phòng thí nghiệm, đó rất linh hoạt quá trình vận hành xử lý - Giảm thiểu tiếng ồn: Việc sử dụng máy thổi khí Root Blower khơng chỉ cho phép đặt ngoài trời mà là giải pháp giảm thiểu tiếng ồn, tránh ảnh hưởng đến khu vực xung quanh so với dạng Bring Blower - Giải pháp điều khiển đa Hệ thống thiết kế để vận hành ở chế độ là bằng tay và tự động để linh hoạt cho việc kiểm tra thiết bị và vận hành hệ thống Chế độ tay: Xác định chuyển mạch chế độ mặt tủ điều khiển ở vị trí bằng tay Ở chế độ việc On- Off các bơm, máy thổi khí là hoàn toàn độc lập thông qua các nút nhấn On – Off tương ứng mặt tủ điều khiển Chế độ tự động- sử dụng chương trình cài đặt timer điều khiển hệ thống: + Với các bơm nước thải: Việc bật - tắt thực tự động bằng chương trình cài đặt timer Để tăng cường hoạt động an toàn cho bơm, các bơm lắp đặt hệ thớng phao điều khiển + Với các máy thổi khí cạn: Việc bật - tắt sẽ thực tự động theo thời gian qua các rơle thời gian đặt tủ điện điều khiển tự động Mỡi cụm máy thổi khí có rơle thời gian để đặt thời gian chu kỳ khởi động và thời gian chu kỳ làm việc Việc chỉnh định các giá trị thời gian thực đơn giản bằng cách xoay núm vặn đồng hồ rơle - Giải pháp vận hành đơn giản, dễ dàng 23 + Để đảm bảo các vi sinh vật dây chuyền xử lý hoạt động ổn định, tiết kiệm chi phí đầu tư , hệ thớng thiết kế làm việc liên tục 24h/ngày + Trong trường hợp sửa chữa cần dừng hoạt động trạm thì thời gian ngừng hoạt động liên tục cho phép đến 48 h + Theo dõi vận hành đơn giản: Các thiết bị hệ thống gồm các máy bơm nước thải, máy thổi khí đều theo dõi chế độ hoạt động tủ điện điều khiển Chế độ chạy/nghỉ các máy hiển thị bằng các đèn báo xanh/đỏ tủ điện + Khởi động, chạy thử và điều chỉnh thông số dễ dàng: Thời gian khởi động dây chuyền, hình thành lượng bùn hoạt tính không quá 20 ngày Thời gian vận hành thử và điều chỉnh các thông số máy móc sẽ diễn chỉ khoảng 10 ngày là có thể đạtđược chế độ tối ưu Trong thời gian hoạt động trạm các thông số về lưu lượng và chất lượng nước thải không nhất thiết phải hiệu chỉnh thường xuyên Các giải pháp khắc phục cố thời gian vận hành Trong thời gian vận hành hệ thống xử lý nước thải có thể gặp số sự cố sau: - Sự cố điện: Nhằm trì hệ thống XLNT hoạt động liên tục cần cung cấp máy phát điện dự phòng (Do phía chủ đầu tư cấp) - Sự cố pha: Trong công trình XLNT có lắp đặt hệ thống chống mất pha và tự động khởi động đủ pha, đó trường hợp mất pha toàn hệ thống sẽ ngừng hoạt động, đủ pha hệ thống sẽ tự khởi động lại - Sự cố cấp khí: Việc cấp khí cho bể hiếu khí thực bởi các máy khí (chạy ln phiên), máy khí gặp sự cớ phải ngừng hoạt động thìcác máy khí lại hoạt động bình thường Trong thời gian này điều chỉnh lại rơle thời gian cho phù hợp với máy khí hoạt động đồng thời sửa chữa máy khí bị sự cố để kịp thời trì chế độ hoạt động cấp khí bình thường cho hệ thớng - Trường hợp bơm nước thải hệ thống không chạy: thường chỉ xảy bơm chạy không tải (tức khơng có nước thải bể xử lý) dẫn đến cháy máy bơm hoặc hệ thống dây điện máy bơm bị đứt Giải pháp lắp đạt phao điều khiển cho bơm và ống ruột bảo vệ dây cáp 24 Chương V TÍNH TỐN LỰA CHỌN BỂ XỬ LÝ V.1 TÍNH TỐN BỂ ĐIỀU HỊA Tính toán bể điều hòa bao gồm các bước tính (1) Chọn lựa thời gian lưu (2) Tính tốn thể tích hiệu dụng (3) Lựa chọn kích thước hình học Giải trình: (1) thời gian lưu nước bể điều hòa : t = 7.0 (h) (Nguồn: Chapter 9, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) (2) Tính toán thể tích bể: Trong đó: - V: Thể tích bể điều hòa (m3) - Q: lưu lượng nước thải (Q = 84m3/ngày) - t : Thời gian lưu nước ( t = 7h) (3)Lựa chọn kích thước hình học - Chiều cao bể : + Chiều cao hiệu dụng: Hhd = 2.1 (m) + Chiều cao bảo vệ: Hbv = 1.2 (m) + Chiều cao tổng: H = Hhd + Hbv = 2.1+1.2 = 3.3(m) - Diện tích mặt cắt ngang bể: S = = ≈ 11.7 m2 ,(chọn S = 12m2) - Chọn chiều dài bể: L = (m) - Chiều rộng bể : Bảng 3.3: Tổng hợp kích thước bể điều hòa Tên/kích thước Bể điều hòa Dài L (m) Rộng B (m) Cao H (m) 3.3 V.2 TÍNH TỐN BỂ THIẾU KHÍ (BỂ KHỬ NITRAT) Tính toán bể thiếu khí bao gồm các bước tính (1) Tính tổng tốc độ khử nitrat (2) Tính tốn thời gian lưu 25 Thể tích V (m3) 39.6 (3) Tính thể tích bể (4) Lựa chọn kích thước hình học Giải trình: (1) Tính tổng tớc độ khử nitrat (Nguồn: Cơng thức 11- 6, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) Trong đó: - U’DN = Tổng tốc độ khử nitrat (ngày-1) - UDN = Tốc độ khử nitrat riêng, UDN = 0.05 lb NO3- - N / lb MLSS d - T = Nhiệt độ nước thải, T = 25 oC - DO = hàm lượng oxy bể khử, DO = 0.1mg/l  ngày-1 (2) Tính tốn thời gian lưu Thời gian lưu nước bể khử tính sau:  (Nguồn: Công thức 8-45, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) Trong đó: - U = Tốc độ khử nitrat, U = 0.069 ngày-1 S0 = Tổng Nito, S0 = 80 mg/l S = Nồng độ Ntổng sau xử lý, S = 40 Theo QCVN 40-MT: 2011/BTNMT (Cột B) θ = Thời gian lưu, ngày X: Mật độ vi sinh bể khử, X = 3500 mg/l  ngày = 3.98giờ (h), ( chọn θ = 4(h)) (3) Tính thể tích bể Thể tích bể khử sau: Trong đó: - V: Thể tích bể khử nitrat(m3) Q: Lưu lượng nước thải, Q = 84m3/ngày t = Thời gian lưu nước, t = 4(h) (4)Lựa chọn kích thước hình học - Chiều cao bể : + Chiều cao hiệu dụng: Hhd = 3.0 (m) 26 + Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0.3 (m) + Chiều cao tổng: H = Hhd + Hbv = 3.0+0.3 = 3.3 (m) - Diện tích mặt cắt ngang bể: S = = ≈ 4.7 (m2 ) - Chọn chiều rộng bể: B = 2.0 (m) - Chiều dài bể : (Chọn L = 2.5 m) Bảng 3.4: Tổng hợp kích thước bể khử nitrat Dài L Rộng B Tên/kích thước (m) (m) Bể khử nitrat 2.5 Cao H (m) 3.3 Thể tích V (m3) 16.5 V.3 TÍNH TỐN BỂ HIẾU KHÍ Tính toán bể hiếu khí bao gồm các bước tính (1) Tính thời gian lưu xử lý BOD5 (2) Tính thời gian lưu nước để xử lý amoni (NH4+) (3) Lựa chọn thời gian lưu cho bể hiếu khí (4) Tính thể tích bể (5) Lựa chọn kích thước hình học Giải trình: (1) Tính thời gian lưu xử lý BOD5 Thời gian lưu nước cần thiết bể hiếu khí để khử BOD5:  (Nguồn: Cơng thức 8-45, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) Trong đó: - U = Tốc độ khử BOD5, U = 0.34 ngày-1 S0 = Lượng BOD5 đầu vào, S0 = 220 mg/l S = Lượng BOD5 sau xử lý, S = 50 Theo QCVN 40 -MT:2011/BTNMT (Cột B) θ = Thời gian lưu, ngày X: Mật độ vi sinh bể hiếu khí, X = 2500 mg/l  ngày = 4.8 (h), (Chọn ) (2) Tính thời gian lưu nước để xử lý amoni (NH4+) Thời gian lưu nước cần thiết bể hiếu khí để khử NH4+: 27  (Nguồn: Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) Trong đó: - U = Tốc độ chuyển hóa NH4+, U = 0.81 ngày-1 N0 = TKN đầu vào, N0 = 80 mg/l N = Lượng NH4+ sau xử lý, N = 10 Theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Cột B) θ = Thời gian lưu, ngày X: Mật độ vi sinh bể hiếu khí, X = 2500 mg/l *0.08(Tỷ lệ giả định về nitrifiers  ngày = 10.32 (h), ( chọn θ = 11(h) ) (3) Lựa chọn thời gian lưu cho bể hiếu khí Theo tính toán ta thấy thời gian lưu nước cần để xử lý BOD = 5(h) bé thời gian lưu nước cần để chuyển hóa NH 4+ = 11 (h) Việc tính thể tích bể cần dựa theo thời gian lưu lớn nhất nên chọn thời gian lưu cho bể hiếu khí là 11 (h) (4) Tính thể tích bể Thể tích bể hiếu khí tính sau: Trong đó: - V: Thể tích bể hiếu khí, (m3) Q: Lưu lượng nước thải, Q = 84m3/ngày T: Thời gian lưu nước, t = 11 (h) (5)Lựa chọn kích thước hình học - Chiều cao bể : + Chiều cao hiệu dụng: Hhd = 3.0 (m) + Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0.3 (m) + Chiều cao tổng: H = Hhd + Hbv = 3.0+0.3 = 3.3m - Diện tích mặt cắt ngang bể: S = = ≈ 12.8 m2 ( Chọn S= 13 m2) Chiều dài L= 4m Chiều rộng (Chọn B= 3.3 m ) Tên/kích thước Bể hiếu khí Bảng 3.4: Tổng hợp kích thước bể hiếu khí Dài L Rộng B Cao H (m) (m) (m) 3.3 3.3 28 Thể tích V (m3) 43.56 V.4 TÍNH TỐN BỂ LẮNG Tính toán bể lắng bao gồm các bước tính (1) Lựa chọn thời gian lắng (2) Tính thể tích bể lắng (3) Lựa chọn kích thước hình học Giải trình: (1)Lựa chọn thời gian lắng - Loại bể lắng : Bể lắng đứng kết hợp côn thu bùn - Thời gian lắng chọn là 2h (Nguồn: bảng 35 - TCVN 7957: 2008 – Tiêu chuần quốc gia “Thoát nước - mạng lưới cơng trình bên ngồi – tiêu chuẩn thiết kế”) (2)Tính thể tích bể lắng Thể tích bể lắng tính sau: Trong đó: - V: Thể tích bể lắng, (m3) Q: Lưu lượng nước thải, Q = 84m3/ngày t: Thời gian lưu nước, t = 2.0 (h) (3)Lựa chọn kích thước hình học - Chiều cao bể : + Chiều cao hiệu dụng: Hhd = 1.9 (m) + Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0.3 (m) + Chiều cao máng thu nước: Hm = 0.3 (m) + Chiều cao côn thu bùn: Hb = 0.8 (m) + Chiều cao tổng: H = Hhd + Hbv +Hm + Hb = 1.9 + 0.3 + 0.3 + 0.8 = 3.3m - Diện tích mặt cắt ngang bể: S = = ≈ 3.7 m2 (chọn S = m2) Chiều rộng B = 2.2 m Chiều dài , (Chọn L = 2.2 m) Tên/kích thước Bể lắng Bảng 3.5: Tổng hợp kích thước bể lắng Dài L Rộng B Cao H (m) (m) (m) 2.2 2.2 3.3 V.5 TÍNH TỐN BỂ KHỬ TRÙNG Tính toán bể khử trùng bao gồm các bước tính (1) Lựa chọn thời gian lưu (2) Tính tốn thể tích bể 29 Thể tích V (m3) 15.97 (3) Lựa chọn kích thước hình học Giải trình: (1) Lựa chọn thời gian lưu Chọn thời gian lưu nước bể khử trùng là 2.5h (Nguồn: TCVN 7957: 2008 – Tiêu chuần quốc gia “Thốt nước - mạng lưới cơng trình bên ngồi – tiêu ch̉n thiết kế”) (2) Tính tốn thể tích bể Thể tích bể tính sau: , ( Chọn V= ) Trong đó: - V: Thể tích bể khử trùng Q: Lưu lượng nước thải, Q = 84 m3/ngày t: Thời gian lưu nước bể, t = 2.5 h (5)Lựa chọn kích thước hình học - Chiều cao bể : + Chiều cao hiệu dụng: Hhd = 2.7 (m) + Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0.6 (m) + Chiều cao tổng: H = Hhd + Hbv = 2.7+0.6 = 3.3(m) - Diện tích mặt cắt ngang bể: S = = m2) (Chọn: S = 3.5 m2) - Chọn chiều rộng bể: B = 1.6 m - Chiều dài bể : (Chọn L = 2.2 m) Tên/kích thước Bể khử trùng Bảng 3.6: Tổng hợp kích thước bể khử trùng Dài L Rộng B Cao H (m) (m) (m) 2.2 1.6 3.3 Thể tích V (m3) 11.62 V.6 TÍNH TỐN BỂ CHỨA BÙN Tính toán bể chứa bùn bao gồm các bước tính (1) Tính tốn lượng bùn sinh ngày (2) Tính tốn thể tích bể (3) Lựa chọn kích thước hình học Giải trình: (1) Tính tốn lượng bùn sinh ngày Tốc độ sản sinh bùn bể hiếu khí: (Nguồn: Cơng thức 8-29, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) 30 Trong đó: - Yobs = tốc độ sản sinh bùn Y = tốc độ sinh bùn tối đa, Y = 0.6 lb tế bào/lbBOD5 sử dụng (Bảng 8-7, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) - Kd = hệ số phân hủy nội sinh, Kd =0.06 ngày-1 (Bảng 8-7, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) - θc = Thời gian lưu bùn, θc = 10 ngày (Nguồn: Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;)  Lượng bùn hoạt tính sinh ngày là: (Cơng thức 10-3, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) Trong đó: - Px = Lượng bùn hoạt tính sinh mỗi ngày, lb SS/day Yobs = Tốc độ sản sinh bùn, Yobs = 0.375 S0 = Hàm lượng BOD5 đầu vào, BOD5 = 220 (mg/l) S = Lượng BOD5 sau xử lý, S = 50 Theo QCVN 40-MT:2011/BTNMT (Cột B) Q = lưu lượng nước thải, Q = 84m3/day = 0.022 Mgal/day 8.34 = Hệ số chuyển đổi, lb/Mgal.(mg/l)  Thể tích bùn tính sau: Trong đó: - Vbun: Thể tích bùn hoạt tính sinh mỡi ngày, m3/day - Px: Khối lượng bùn sinh ngày, Px = 5.5 (kg/ngày) - d: Khối lượng riêng bùn, d = 1.25 g/cm3= 1.25 * 1000 kg/m3 (Bảng 12-7, Metcalf & Eddy Inc., “wastewater engineering treatment disposal and reuse ”, 3rd., McGraw-Hill Inc., New York 1991;) (2) Tính tốn thể tích bể Thể tích bể tính sau: Trong đó: - V: Thể tích bể chứa bùn Vbun: Thể tích bùn sinh mỡi ngày, Vbun = 0.0044m3/ngày 31 - t: Thời gian lưu bùn bể, định kỳ năm hút bùn lần, t=365*3=1095 ngày Hệ số 50% = Lượng bùn nén chiếm 50% thể tích bể (3)Lựa chọn kích thước hình học - Chiều cao bể : + Chiều cao hiệu dụng: Hhd = 3.0 (m) + Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0.3 (m) + Chiều cao tổng: H = Hhd + Hbv = 3.0+0.3 = 3.3m - Diện tích mặt cắt ngang bể: S = - Chọn chiều rộng bể: B = 1.8 m - Chiều dài bể : (chọn L= 2.5 m) Tên/kích thước Bể chứa bùn = ≈ 3.3 m2 (Chọn S = 3.5 m2) Bảng 3.7: Tổng hợp kích thước bể chứa bùn Dài L Rộng B Cao H (m) (m) (m) 1.8 2.5 3.3 32 Thể tích V (m3) 14.85 Chương VI CƠNG TÁC BẢO TRÌ – BẢO DƯỠNG CƠNG TRÌNH XỬ LÝ Sau bên B (đơn vị Nhà Thầu) thực công tác chuyển giao công nghệ cho bên chủ đầu tư, công tác vận hành - bảo trì hệ thống xử lý ở cần tập trung vào phần sau: Trong quá trình vận hành cần thực nghiêm túc các công tác vận hành hệ thống bên B chuyển giao như: + Kiểm soát lưu lượng nước thải đầu vào + Kiểm tra lượng khí cấp vào cho hệ thống (thông qua giá trị oxy hoà tan DO bể hiếu khí) + Kiểm tra bùn vi sinh thông qua chỉ tiêu SVI Luôn bảo dưỡng hệ thiết bị động lực máy khí, máy bơm: Trong vận hành quan tâm đến hoạt động máy khí, kiểm soát tớc độ quay máy khí (trường hợp tốc độ quay giảm thông qua khả sục bể hiếu khí cần kiểm tra dây curoa ở máy khí), bổ sung dầu vận hành máy khí Đối với máy bơm thường chạy luân phiên cần đảm bảo cấp điện đầy đủ (hệ thống máy bơm thường rất cần bảo dưỡng) Hà Nội, ngày … tháng … năm 2018 Đại diện hợp pháp nhà thầu Người lập thuyết minh (Quản lý kỹ thuật) 33 ... công nghệ sau: - Công nghệ Aerotank - Công nghệ AO - Công nghệ MBBR Bảng so sánh số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Công nghệ Aerotank truyền thống Công nghệ AO 16 Công nghệ MBBR Sử dụng... 11 Chương IV THUYẾT TRÌNH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ IV.1.NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI Nước thải dự án có nguồn nước thải sau: + Dòng từ nhà vệ sinh hay gọi nước thải đen: Nước thải chủ yếu... PHƯƠNG PHÁP / CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Trên giới cũng ở Việt Nam từ lâu đã có nghiên cứu và áp dụng các công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm đồng thời COD và nitơ Nguyên tắc xử lý là thực

Ngày đăng: 17/12/2019, 08:59

Xem thêm: