Khảo sát và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH Mía đường Bourbon Gia Lai

Khảo sát và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH Mía đường Bourbon Gia Lai

CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Mỗi hoạt động của con người đều có tác động đến môi trường xung quanh theo chiều hướng thuận hoặc không thuận lợi cho đời sống và sự phát triển của con người Từ lịch sử xa xưa, lực lượng sản xuất còn nhỏ bé, các tác động của con người lên tự nhiên không đáng kể Sự phát triển của kỹ thuật nông nghiệp, thủ công nghiệp trong nhiền thế kỷ qua đã làm cho tác động con người đối với thiên nhiên ngày càng tăng lên

Nước ta trong thời kỳ phát triển, tăng trưởng kinh tế đã ảnh hưởng rộng lớn tới thiên nhiên và môi trường, chất lượng môi trường sống ngày càng suy thoái Làm sao để đạt được sự hài hòa lâu dài giữa sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường sống của con người? Ở nước ta vấn đề bảo vệ môi trường là vấn đề chiến lược có tầm quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế và xã hội Nếu chúng ta không có tầm nhìn chiến lược thì hậu quả con cháu chúng ta sẽ trả một giá quá đắt cho chất lượng môi trường như bây giờ

Có nhiều ngành công nghiệp khác nhau gây ra sự ô nhiễm môi trường Nhưng đối với ngành công nghiệp sản xuất mía đường, nguồn chủ yếu gây ra ô nhiễm là nước thải và khí thải sinh ra trong quá trình sản xuất Trong nuớc thải ngành sản xuất mía đường có chứa các hợp chất hữu cơ, vô cơ như là BOD, COD, SS … Các chất này hữu cơ này làm lắng cặn trong ao; hồ; các dòng suối Các chất này dễ phân huỷ sinh học gây ra các mùi hôi, thối tác hại xấu đến dân cư xung quanh, ảnh hưởng đến nguồn nuớc ngầm, nước mặt

Phần lớn chất rắn lơ lửng có trong ngành công nghệ sản xuất đường ở dạng hữu cơ, vô cơ Khi thải ra môi trường tự nhiên, chúng có khả năng lắng tạo thành một lớp dày ở dưới đáy nguồn tiếp nhận, phá huỷ hệ thuỷ sinh làm thức ăn cho cá Lớp bùn có chất hữu cơ làm cạn kiệt nguồn oxy hoà tan trong nước, sản phẩm của quá trình này là CH4; H2S; NH3; indol; catol

Để hạn chế ô nhiễm môi trường do các nhà máy đường gây ra, có một số biện pháp như sau: cải tiến dây chuyền công nghệ sản xuất; thay thế nguyên, nhiên liệu sinh ra ô nhiễm nặng bằng những nguyên, nhiên liệu sạch hơn Tuy nhiên thực tế hơn vẫn là nghiên cứu và xây dựng hệ thống xử lý các chất gây ô nhiễm

Trong khoa học, thực hành và lý thuyết là hai vấn đề không thể tách rời nhau, bởi vì thực hành và lý thuyết sẽ bổ sung cho nhau để khoa học vươn tới đỉnh cao Qua khảo sát thực địa cho thấy nguồn nước thải nhà máy đường ô nhiễm nặng, có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe người dân xung quanh và dân ở phía dưói hạ lưu suối Ayunpa

Trước thực trạng trên, yêu cầu thực tiễn đặt ra là cần phải khảo sát từ đó tiến hành thiết kế một hệ thống xử lý nước thải để xử lý các chất gây ô nhiễm do nước thải ngành mía đường gây ra

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

ƒ Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống hiện hữu

ƒ Đề xuất công nghệ xử lý thích hợp từ đó thiết kế hoàn chỉnh hệ thống xử lý nước thải cho công ty TNHH Bourbon Gia Lai

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

ƒ Nghiên cứu dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà máy từ đó xác định lưu lượng các nguồn thải nước cùng với thành phần tính chất của chúng

ƒ Phân loại các nguồn thải

ƒ Đánh giá hiệu quả xử lý của từng công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

ƒ Đánh giá hiệu suất xử lý của toàn hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

ƒ Nghiên cứu các tài liệu sử dụng cho quá trình phân tích, lựa chọn công nghệ và xác định các thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải

ƒ Nghiên cứu hiệu quả xử lý của quá trình keo tụ bằng phèn nhôm đối với nước thải từ hệ thống xử lý khói thải của nhà máy đường Bourbon Gia Lai

1.5 GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU

ƒ Phạm vi nghiên cứu: Nước thải nghiên cứu được lấy tại công ty TNHH Mía Đường Bourbon Gia Lai

ƒ Thí nghiệm Jatest thực hiện tại khoa Công Nghệ Môi Trường – Trường Đại Học Nông Lâm, nước thải được phân tích tại Trung Tâm Môi Trường – Đại Học Nông Lâm

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG

2.1.1 Ngành mía đường Thế giới

Vào thế kỷ thứ IV người Ấn Độ và người Trung Hoa đã chế biến mía thành tinh thể đường Từ đó kỹ thuật sản xuất đường chuyển sang các nước châu âu như: Anh, Nam Tư, Ba Lan, Bồ Đào Nha, Italia… Đồng thời chuyển việc sản xuất đường ở dạng thủ công trở thành một nghành công nghiệp Đến thế Kỷ XVI nhiều nhà máy đường xuất hiện lên ở Anh, Pháp, Đức Đến thế kỷ XXû, nhà máy đường hiện đại đầu tiên xây dựng ở Anh

Thuở sơ khai công nghiệp đường còn thô sơ, dùng trâu bò để kéo máy hai trục bằng gỗ, làm sạch chỉ bằng vôi, nấu đường bằng chảo dưới áp suất khí quyển, thực hiện kết tinh tự nhiên Năm 1867, ở pháp sử dụng máy ép ba trục bằng gang, kéo bằng hơi nước Sau đó máy ép được cải tiến dùng nhiều trục ép, máy ép và dùng nước thẩm thấu để nâng cao hiệu suất ép

Làm sạch bằng phương pháp vôi sử dụng đầu tiên Ấn Độ, nhưng phương pháp vôi bộc lộ một số nhược điểm ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi đường Năm 1812, ông Berrnel đã dùng CO2 để trung hòa lượng vôi dư và lọc để loại kết tủa Cũng thế kỷ XIX, Kỹ Sư Tratani người Italia SO2 để trung hòa lượng vôi dư và tẩy màu mía

Ngành công nghiệp mía đường mấy chục năm gần nay đã phát triển rất nhanh, đã cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền và việc tự động hóa đã được áp dụng khá rộng rãi nhiều khâu

2.1.2 Ngành mía đường Việt Nam

2.1.2.1 Tình hình hoạt động, sản xuất ở các nhà máy đường ở Việt Nam hiện nay

¾ Hiện nay ngành công nghiệp sản xuất đường ở Việt Nam còn lại hậu so với thế giới Trước năm 1954 miền bắc chưa có nhà máy đường nào Sau năm 1975, đất nước hoàn toàn giải phóng, miền Nam khôi phục lại những nhà máy đường của chế độ Nguỵ Quyền như: Bình Dương, Hiệp Hoà, Phan Rang, Khánh Hội, Biên Hoà… Hiện nay đã và đang xây dựng mới một số nhà máy đường như: La Ngà, Lam Sơn, Tây Ninh, Cần Thơ… Ngoài ra còn có nhiều nhà máy sản xuất đường với quy mô nhỏ, các cơ sở sản xuất thủ công, thô sơ Hầu hết công nghệ sản xuất đường của nhà máy trong toàn quốc đều lạc hậu, cũ kỹ Thiết bị sản xuất đường chủ yếu là nhập từ Trung Quốc

¾ Ở nước ta, hiện nay ngành công nghiệp mía đường đang phát triển, hầu hết các tỉnh trong toàn quốc đều có nhà máy đường, nhưng công nghệ sản xuất thì vẫn chưa hiên đại, dần dần thay đổi công nghệ sản xuất cho phù hợp với điều kiện hiện tại Tính đến thời điểm hiện tại cả nước có khoảng 50 đến 60 nhà máy đường:

Bảng 2.1: Công suất sản xuất đường của một số nhà máy đường trên toàn quốc

Tên đơn vị sản xuất đường (tấn/ngày) Công suất Tên đơn vị sản xuất đường (tấn/ngày) Công suất

¾ Hiện nay các nhà máy đường trong toàn quốc sản xuất ra chủ yếu đường thô, đường tinh luyện Để sản xuất mỗi loại đường thì có công nghệ sản xuất thích hợp Vì vậy có hai công nghệ được sử dụng trong các nhà máy đường là:

• Công nghệ sản xuất đường thô

• Công nghệ sản xuất đường tinh luyện

a Sơ đồ công nghệ sản xuất đường thô

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất đường thô

Xả nước rửa

Gia nhiệt 1Sunfit hoá Gia nhiệt lần 2

Nước rửa

Hơi nước ngưng tụ C

Hơi nước ngưng tụ C Hơi nước ngưng tụ C Mật rỉ

Hơi nướcHơi nước

Mía cây

Nước lắng trongNước lắng trongÉp mía

Thuyết minh công nghệ sản xuất đường thô:

Đầu tiên, mía cây được đưa vào các trục ép áp lực, để tận dụng hết đường trong cây mía người ta phun nước vào máy ép để tăng cường khả năng nhả đường Nước mía ở máy ép cuối cùng thông thường người ta bơm ngược lại máy ép đầu tiên

Do nước mía có tính acid ph = 4,9 – 5,5 Nước mía có độ đục cao, có màu xanh và chứa các chất phi đường nên người ta cho Ca(OH)2 và H3PO4 để chúng phản ứng với SO2

tạo ra các chất kết tủa hấp thụ các chất phi đường và các chất tạo màu Sau khi xảy ra các quá trình trên nước mía hỗn hợp cho qua bồn lắng để tách các tạp chất cần tách, lượng cặn của bồn lắng cho qua bể lọc chân không để tách bùn và nước lắng trong Nước lắng trong được hoàn lưu chảy vào quá trình gia nhiệt lẩn 3 Khi gia nhiệt sẽ làm cho nước mía bốc hơi và bắt đầu kết tinh Tiếp tục là quá trình phân ly sẽ làm đường kết tinh trở thành đường thô Sản phẩm phụ củ quá trình này là đường rỉ

b Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tinh luyện

(Sẽ trình bày ở sơ đồ công nghệ Công Ty TNHH Mía Đường Bourbon Gia Lai) Bảng 2.2: Thông số ô nhiễm nước thải của các nhà máy đường trong toàn quốc:

2.1.2.2 Tổng quan về công nghệ sản xuất mía đường ở Việt Nam

2.1.2.2.1 Tổng quan về các phương pháp làm sạch nước mía ở Việt Nam

o Có 3 phương pháp làm sạch nước mía được ứng dụng rộng tãi trong các nhà máy sản xuất đường trên toàn quốc như:

a Phương pháp vôi b Phương pháp sunfit hoá c Phương pháp cacbonat hoá

a Phương pháp vôi

9 Phương pháp vôi dùng để sản xuất mật trầm, đường phèn, đường cát vàng Phương pháp vôi chia làm có 3 dạng:

™ Cho vôi vào nước mía lạnh ™ Cho vôi vào nước mía nóng ™ Cho vôi phân đoạn

Sơ đồ công nghệ tiêu biểu:

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ làm sạch nước mía bằng phương pháp cho vôi Nước mía hỗn hợp

Lưới lọc

Trung hoàPH = 7.2 – 7.5

Gia nhiệtT = 102 - 1050C

BùnNước lọc trong

Cô đặc Sữa vôi

b Phương pháp sunfit hoá

9 Đây là phương pháp được dùng phổ biến để sản xuất đường kính trắng Phương pháp sunfit hoá chia làm 3 dạng:

™ Phương pháp sunfit hoá axit

™ Phương pháp sunfit hoá kiềm mạnh ™ Phương pháp sunfit hoá kiềm nhẹ Sơ đồ công nghệ tiêu biểu:

Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hoá Nước mía hỗn hợp

Gia vôi sơ bộ PH = 6.4 – 6.6Gia nhiệt 1 T = 60 – 650CXông SO2lần 1 PH = 3.4 – 3.8

Trung hoà PH = 7.0 – 7.3Gia nhiệt 2 T = 102 – 1050CSữa vôi

H3PO4

SO2

Sữa vôi

Lắng trongNước mía trongGia nhiệt 2 T = 102 – 1050C

Cô đặc Xông SO2 lần 2

c Phương pháp cacbonat hoá

9 Khí CO2 xông vào mía để loại các phi đường Phương pháp cacbonat hoá được sử dụng ở 3 dạng:

™ Phương pháp xông CO2 một lần

™ Phương pháp xông CO2 chè trung gian ™ Phương pháp xông CO2 thông thường Sơ đồ công nghệ tiêu biểu:

PH = 7.2 – 7.9 Bốc hơi n0

ck = 35 – 400Bx

Bão sung 1 PH = 10.5 – 11.0

Lọc lần 1 Bão sung 1

PH = 7.8 – 8.5 T = 75 – 80Gia nhiệt 20CBùn

Bốc hơi n0

ck = 55 – 600Bx

Xông SO2 lần 2 PH = 6.2 – 6.4

Lọc kiểm tra

Mật chè Bùn tận

dụng

Bảng 2.3: So sánh các phương pháp làm sạch

1 Phương pháp vôi

2 Phương pháp sunfit hóa

* Sản xuất ra sản phẩm đường kính trắng

3 cacbonat hóa Phương pháp

* Sản xuất ra sản phẩm đường kính trắng có chất lượng cao * Hiệu suất thu hồi cao

* Thiết bị, quy trình công nghệ phức tạp

* Quản lý, điều hành đơn giản4 Phương pháp trao đổi ion

* Sản xuất ra sản phẩm đường kính trắng có chất lượng cao * Giảm lượng đóng cặn ở các

thiết bị

* Hiệu suất thu hồi cao

* Tiêu hao nhiều hóa chất * Mất nhiều thời gian tái sinh

trao đổi ion

* Giá thành sản phẩm cao

¾ Các nhà máy đường trong nước hầu hết sử dụng công nghệ làm sạch bằng phương pháp vôi, phương pháp sunfit hóa, phương pháp cacbonat hóa Phương pháp trao đổi ion chưa được sử dụng ở nước ta bởi vì công nghệ phức tạp, quản lý vận hành khó khăn, giá thành đường thành phẩm cao

2.1.2.2.2 Tổng quan về các chất điện ly sử dụng trong quá trình tinh luyện đường (trình bày phần phục lục)

2.2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG ĐANG ĐƯỢC ỨNG DỤNG Ở

VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI

2.2.1 Công nghệ xử lý nước thải mía đường đang được áp dụng ở một số nhà máy đường Việt Nam

a Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Bình Dương công suất xử lý 450 m3/ngày

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Bình Dương

Bể điều hoà

Nước thải từ khu ép mía

Nước thải từ lò hơi – Nước rửa nồi nấu – Phòng thí nghiệm; sinh hoạt Nước thải của quá trình lọc bùn – rò mật rỉ…

Hố tập

Xử lý kỵ khí

Xử lý hiếu khí Nước ngưng tụ tại các thiết bị gia nhiệt; cô đặc; nấu đường

Nguồn tiếp nhận

b Hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Long An công suất xử lý 800 m3/ngày

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường Long An

2.2.2 Phương pháp xử lý nước thải mía đường đang được áp dụng ở các nước trên thế giới • Phương pháp giảm thiểu ô nhiễm được áp dụng ở các nhà máy đường trên thế giới để

giảm lượng nước thải sinh ra như: cải tiến thiết bị công nghệ; hạn chế tối đa việc sử dụng nước và tái sử dụng nước thải không gây ô nhiễm

• Đối với những nơi có diện tích mặt bằng rộng và không có nhu cầu sử dụng nước ngầm có thể trữ lượng nước thải ở các hồ chứa Sau khoảng 2 năm có thể dùng cho tưới tiêu Hàm lượng BOD; COD; SS có thể giảm tới 70 – 90%

• Aùp dung công trình bể lọc sinh học; UASB và bể aroten vào xử lý nước thải ngành mía đường Hàm lượng BOD giảm 70 – 95%, thời gian lưu nước là 3 ngày Do đó các thiết bị cồng kềnh chi phí đầu tư cao Vận hành hệ thống khó khăn

Nguồn tiếp nhậnSong chắn rácBể tách dầu; nhớt

Bơm nước thải chuyển tiếpAroten bậc 1

Aroten bậc 2Bơm định lượng vôi

Bùn lắng

Sân phơi bùn Lắng ly tâm

Máng đo lưu lượng

Nguồn tiếp nhậnBể trộn vôi

Dầu; nhớt tách

Nhiên liệu đốt

• Quy trình xử lý kị khí nước thải nhà máy đường xảy ra trong điều kiện PH > 6; t = 37o ± 10 Thời gian lưu nước khoảng 1 tuần

• Quy trình xử lý nước thải nhà máy mía đường được áp dụng trên thế giới

2.3 TỔNG QUAN CÔNG TY TNHH MÍA ĐƯỜNG BOURBON GIA LAI 2.3.1 Vị trí địa lý

• Công Ty TNHH Mía Đường Bourbon Gia Lai thành lập năm 1995 do tập đoàn BOURBON của Pháp liên doanh với Nhà Nước đầu tư

• Địa chỉ: 561 Trần Hưng Đạo, Huyện Ayunpa, Tỉnh Gia Lai

• Vị trí: Công Ty toạ lạc trên quốc lộ 25 nối liền hai tỉnh Gia Lai và tỉnh Phú Yên, Công Ty nằm phía Đông Nam Tỉnh Gia Lai Huyện ayunpa phía Tây Nam giáp Huyện Chư sê; phía Bắc giáp Huyện An Khê; phía Đông giáp tỉnh Phú Yên

2.3.2 Quy mô, diện tích công ty

9 Tổng diện tích công ty: S = 100.000 m2

9 Diện tích hệ thống xử lý nước tải: S = 35.000 m2

9 Diện tích nhà xưởng sản xuất, phòng thí nghiệm, nhà kho: S = 13.000 m2 9 Diện tích nhà ban quản lý, nhà ở tập thể công nhân viên chức: S = 5.000 m2 9 Diện tích diện tích vườn thực nghiệm: 47.000 m2

2.3.3 Đặc tính nguyên liệu và sản phẩm của công ty 2.2.3.1 Đặc tính nguyên liệu

• Nguyên liệu để sản xuất đường của công ty là: Mía

• Mía là cây trồng thích nghi tốt ở những nước nhiệt đới và cận nhiệt đới, tiêu biểu như ở nước ta, cây mía sinh trưởng và phát triển tốt Hiện nay Tỉnh Gia Lai cây mía là một trong những cây nông nghiệp chính trong trồng trọt Vì vậy vùng cung cấp nguyên liệu cho công ty là các Huyện lân cận Huyện Ayunpa và một số Huyện của tỉnh Phú Yên • Việc chế biến mía thành đường phải được thực hiện ngay trong mùa thu hoạch để tránh

thất thu về nguồn đường dự trữ trong mía Vì vậy nhà máy hoạt động sản xuất theo mùa vụ cho nên nước thải sinh ra cũng thay đổi theo mùa về lưu lượng, tính chất Nhà máy hoạt động sản xuất khoảng từ tháng 11 đến tháng 3

• Công suất của Công Ty TNHH Mía Đường BOURBON Gia Lai o Trước năm 2000 công suất là:1000 tấn/ngày

o Năm 2000 trở về sau công suất là:1500 tấn/ngày

• Thành phần mía cây thay đổi theo vùng nhưng thành phần của chúng nằm trong khoảng nhất định như sau:

Song

chắn rác Bể lắng Bể kị khí

Bể hiếu khí

tiêp nhận

Bảng 2: Thành phần mía cây

Chất hữu cơ (ngoại trừ đường) 0,5 – 1

Ghi chú:

o Đường khử gồm những chất: Glucôza; fruxtôza

o Xơ gồm những chất: Xenlulôza; Pentôsan; Araban; Linhin

o Hợp chất chứa Nitơ gồm những chất: Protein; Amit; Axitamin; Axitnitơric; NH3; Xantin; axit glutamine; axit asparaginoic; axit pirodion cacbonic

o Chất hữu cơ (ngoại trừ đường) gồm những chất: axit xitric; axit oxalic; axit malic; axit lactic; axit fomic; axit axetic; axit glycoleic

o Chất vô cơ gồm những chất: SiO2; K2O; Na2O; CaO; MgO; Fe2O3; P2O5; SO2; Cl

-• Thành phần nước mía

Bảng 3: Thành phần nước mía

Chất hữu cơ (ngoại trừ đường) 0,7 – 1,2

Nhận xét:

Trong nước mía thành phần chúng ta cần quan tâm là:

o Hàm lượng Saccarôza, Glucôza, fruxtôza bởi vì Chúng quyết định đến năng suất sản lượng của đường thành phẩm

o Hàm lượng Linhin trong thành phần nước mía nhiều sẽ gây màu nước mía và mùi cho nước thải

o Hàm lượng P2O5 ảnh hưởng quá trình làm sạch, khả năng lắng nhanh, khả năng khử màu nước mía, chất lượng đường thành phẩm

o Nước mía có màu là do các nguyên nhân sau:

ƒ Từ bản thân cây mía có các chất như: chlorophyll, anthocyanin, sacchretin và tanin gây ra

ƒ Phản ứng hoá học:

• Nước mía sau khi cho vôi, gia nhiệt sẽ làm nước mía đổi màu • Do phản ứng chất phi đường với các chất khác

• Chlorophyll thường có trong cây mía, làm cho nước mía có màu xanh lục, loại bỏ chất này bằng phương pháp lọc

• Anthocyanin chỉ có trong loại mía màu xẫm, nó ở dạng hoà tan trong nước Khi cho vôi vào anthocyanin màu đỏ tía chuyển sang màu xanh, loại bỏ bằng cách cho vôi, acid để kết tủa

• Sacchretin thường có trong vỏ cây mía Khi thêm vôi vào Sacchretin chuyển sang màu vàng và được trích ly Tuy nhiên chúng không độc, khi ph <7 thì màu chúng biến mất

• Tanin hoà tan trong nước mía, tanin có màu xanh nhưng chúng phản ứng với muối sắt cho ra màu sẫm

2.2.3.2 Sản phẩm công ty

o Sản phẩm chính của công ty: Đường trắng cao cấp, sản phẩm phụ là mật rỉ o Công suất đường thành phẩm của Công Ty là 125 tấn /ngày

o Thị trường tiêu thụ chủ yếu: TP Hồ Chí Minh, tỉnh Gia Lai và các tỉnh lân cận Bảng 4: Thành phần và tính chất của đường trắng cao cấp

RS 0,03 Tro 0,03

Ghi chú: RS là tổng số các chất khử tính theo đường glucoza

2.4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG CỦA CÔNG TY ™ Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất mía đường

• Dây chuyền công nghệ sản xuất đường:

+ Công nghệ sản xuất đường của Công Ty TNHH Mía Đường Bourbon Gia Lai đang sử dụng là công nghệ Trung Quốc Thiết bị của công nghệ này được sản suất vào những năm 1960

Mía cây Cân xe mía Bãi Đỗ Cân trục Băng tải

Bã mía Hệ Lọc Máy mép Khử sắt từ Máy xé tơi

Lắng liên tục Gia nhiệt lần 3

Bốc hơi

Xông SO2 lần 2 (PH = 6,2 – 6,6) MẬT CHÈ

Giống B, C

Nấu A Nấu B Nấu C Trợ tinh A Trợ tinh B Trợ tinh C Mật Ly Tâm A mật A Ly tâm Mật B Ly tâm C

Mật B

Đường A Đường B Đường C Sấy Đóng bao Mật Rỉ

Hồi dung B Hồi dung C

Hình 2.4: Dây chuyền công nghệ sản xuất đường của công ty

Nước bùn

Lọc chân không

Axit Sunfit

Nhận xét:

o Thiết bị trong dây chuyền Công nghệ sản xuất đường của công ty lạc hậu, máy móc cũ kỹ nên cải tiến công nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu nguồn phát sinh gây ô nhiễm

CHƯƠNG 3

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KHẢO SÁT THỰC ĐỊA

3.1 PHÂN TÍCH CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI GÂY Ô NHIỄM TRÊN DÂY

CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÔNG TNHH MÍA ĐƯỜNG BOURBON GIA LAI • Qua khảo sát thực tế dây chuyền công nghệ sản xuất mía đường của nhà máy Ta thấy các công đoạn sinh ra nước thải gây ô nhiễm là:

a Nước thải phát sinh từ công đoạn Băm, ép và hòa tan

o Nguồn nước thải sinh ra từ khâu làm mát trục của máy cán ép Nguồn nước thải này ta thấy ô nhiễm dầu mỡ và bột mía sinh ra từ khâu băm

b Nước thải phát sinh từ công đoạn Làm trong và Làm sạch

o Nguồn nước thải sinh ra từ khâu làm mát lò đốt lưu huỳnh; hoá vôi sữa o Nguồn nước thải sinh ra từ khâu ép bùn, nước giặt vải lọc

o Nguồn nước thải sinh ra từ tháp ngưng tụ sau khi cấp nhiệt tại các thiệt bị gia nhiệt; cô đặc; nấu đường; làm nguội máy; làm nguội đường

c Nước thải phát sinh từ công đoạn Kết tinh và hoàn tất

o Nguồn nước thải sinh ra từ khâu làm lạnh trong các thiết bị trợ tinh; thiết bị ngưng tụ của nồi cô đặc và nấu đường; nước từ bơm chân không

o Rò mật rỉ

d Nước thải phát sinh từ các nhu cầu khác

o Nước thải sinh ra từ phòng thí nghiệm o Nước thải sinh ra từ sinh hoạt của công nhân

o Nguồn nước thải sinh ra từ khâu xử lý khói thải của nhà máy o Nguồn nước thải sinh ra từ vệ sinh thiết bị công nghiệp

¾ Theo tính toán lý thuỵết thì cứ 100 kg mía nguyên liệu thì lượng nước thải sinh ra là 775.5 kg

3.2 PHÂN LOẠI, ĐÁNH GIÁ CÁC NGUỒN NƯỚC THẢI GÂY Ô NHIỄM

3.2.1 Phân loại các nguồn phát sinh nước thải trên dây chuyền công nghệ sản xuất

• Qua khảo sát lưu lượng và phân tích tính chất, thành phần mức độ gây ô nhiễm các nguồn nước thải Ta phân loại được một số nguồn tuơng đồng về tính chất, thành phần a Nguồn nước thải loại 1

Nguồn nước này không gây ô nhiễm phát sinh từ các khâu làm lạnh trong các thiết bị trợ tinh; thiết bị ngưng tụ của nồi cô đặc và nấu đường; nước từ bơm chân không Nguồn nước thải này có lưu lượng là: Q1 = 860 m3/h

b Nguồn nước thải loại 2

Nguồn nước thải loại 2 ô nhiễm nhẹ phát sinh từ các quá trình ngưng tụ hơi Sau khi cấp nhiệt tại các thiết bị gia nhiệt; cô đặc; nấu đường; làm nguội máy làm nguội nước đường; nước thải sinh hoạt của công nhân; phân xưởng ép; phòng thí nghiệm; làm lạnh lò đốt lưu huỳnh; vôi sữa … Nguồn này có lưu lượng Q2 = 155 m3/h

c Nguồn nước thải loại 3

Là nguồn nước thải ô nhiễm nặng phát sinh từ quá trình lọc chân không; lắng (bọt và nước bùn); rửa nồi nấu đường; rửa nồi của quá trình cô đặc; rửa máy ly tâm; rò rỉ mật rỉ Nguồn này có lưu lượng Q3 =15 m3/h

e Nguồn nước thải loại 4

Nước thải phát sinh từ hệ thống xử lý khí thải, nguồn này có lưu lượng là Q4 = 150 m3/h Ô nhiễm chính của nguồn này là có hàm lượng chất lơ lửng rất lớn

f Nguồn nước thải loại 5

Nước thải bị nhiễm dầu, nhớt và bột mía sinh ra từ ô làm lạnh trục máy cán ép (nước thải từ sửa chữa các thiết bị sản xuất) có lưu lượng từ Q5 = 18 – 20 m3/h

Bảng 3.1 Kết quả phân tích các mẫu nước thải từ các nguồn trên Mẫu số

1: Từ các nguồn ô nhiễm nhẹ – nước thải loại 2

2: Từ nguồn nước thải ô nhiễm nặng – nước thải loại 3

3: Từ nguồn nước thải sau khi ra bể lắng tro – nước thải loại 4 Các vị trí lấy mẫu:

o Nguồn nước thải loại 2: lấy tại miệng xả của nguồn

o Nguồn nước thải loại 3: lấy tại cuối ống xả của nguồn vào bể tập trung nước thải

o Nguồn nước thải loại 4: lấy tại đầu ra của bể lắng tro

ƒ Mỗi mẫu lấy vào bình nhựa 2 lít và gửi tại tủ lạnh căn tin nhà máy ƒ Các mẫu được phân tích tại Viện Nhiệt Đới TP Hồ Chí Minh

3.3.2 Đánh giá các nguồn nuớc thải gây ô nhiễm:

a Nguồn nước thải loại 1

• Nguồn nước này không gây ô nhiễmï nhưng nhiệt độ của nước khá cao t = 54oC Chúng ta có thể tái sử dụng lại nguồn nước thải loại 1 hoặc xả thẳng vào mương xả để pha loãng nước thải sau xử lý

b Nguồn nước thải loại 2(mẫu 1)

• Được đánh giá ô nhiễm nhẹ nhưng kết quả phân tích mẫu cho thấy đây cũng là nguồn ô nhiễm với COD = 200mgO2/L và BOD5 = 93 mgO2/L vượt tiêu chuẩn loại B gấp 2 lần Với Q2 = 155 m3/h, thì tải lượng ô nhiễm là: L = C * Q * t = 200 * 155 * 24 = 744 kg/ngày * Đối với nguồn nước thải loại này thì chúng ta nên cho chảy trực tiếp vào hệ thống xử lý sinh học bởi vì nước thải loại này ô nhiễm nhẹ không ảnh hưởng đến quá trình sinh học Các công trình sinh học có thể xử lý tốt nguồn nước thải loại này

c Nguồn nước thải loại 3 (mẫu 22)

• Đây là nguồn ô nhiễm nặng, hàm lượng chất hữu cơ cao và PH thấp sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình sinh học của các công trình xử lý sau này, theo kết quả phân tích COD = 11.083 mgO2/l và BOD5 = 5580 mgO2/l vượt chỉ tiêu chuẩn rất nhiều lần Q3 = 15 m3/h thì tải lượng ô nhiễm là: LCOD = Q * C * t = 11.083 * 15 * 24 = 3.990 kg/ngày

* Đối với nguồn nước thải loại này cần phải xử lý cục bộ trước khi nhập chung vào hệ thống xử lý sinh học Bởi vì nguồn nước thải loại này có COD; BOD5 cao rất thích hợp cho quá trình xử lý kỵ khí Nếu chúng ta nhập chung vào các nguồn 4 (SS cao) và nguồn 5 (chứa dầu, nhớt) thì xử lý khó khăn vì vi sinh vật không thể sinh sản và phát triển tốt trong môi trường nước thải như vậy Khi xử lý một nguồn nước thải vừa nồng độ hữu cơ cao, SS cao và có lượng dầu, nhớt thì chắc chắn giá thành công trình rất cao, quản lý và vận hành cũng khó khăn và phức tạp Vì vậy xử lý cục bộ đối với nguồn này là hợp lý nhất

d Nguồn nước thải loại 4(mẫu 3)

• Nước thải sau khi qua bể lắng tro có hàm lượng các chất ô nhiễm khá cao là: SS = 4325 mg/L; COD = 2565mgO2/L và nguồn này có nhiệt độ khá cao t = 58oC Với Q4 = 150m3/h; tải lượng ô nhiễm là: LCOD = Q * C * t = 150 * 2565 * 24 = 9234 kg/ngày.

* Sau khi tách nguồn nước thải loại 3 còn lại 2 nguồn loại 4 và loại 5, đối với nguồn nước thải loại 4 này cần phải xử lý cục bộ trước khi nhập chung vào hệ thống xử lý sinh học Bởi

vì nguồn nước thải loại 4 và nguồn nước thải loại 5 khác nhau về tính chất, thành phần các chất gây ô nhiễm (Nguồn nước thải loại 4 là nguồn ô nhiễm nặng, hàm lượng SS cao khác với Nguồn nước thải loại 5 có hàm lượng dầu, nhớt) vì vậy nếu nhập chung vào nguồn nước thải loại 5 thì hiệu quả xử lý sẽ không cao, ảnh hưởng đến quá trình sinh học sau này Nguồn này cũng nên xử lý cục bộ là hợp lý nhất

e Nguồn nước thải loại 5

• Nước thải bị nhiễm dầu, nhớt và bột phấn của bã mía sinh ra trong quá trình băm ép Lưu lượng nguồn nước thải loại này từ Q5 = 18-20m3/h

• Đối với nguồn nước thải loại này cần phải xử lý cục bộ trước khi nhập chung vào hệ thống xử lý sinh học.Nguồn nước thải loại 5có lớp dầu, mỡ nổi lên trên mặt nước, cản trở quá trình hòa tan oxy vào trong nước thải làm cho quá trình sinh học kị khí sẽ diễn ra mà nguồn này có nồng độ các chất hữu cơ thấp thì hiệu quả xử lý kị khí không cao Nguồn này nên xử lý riêng biệt là tốt nhất

3.3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN HỮU

3.3.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của công ty TNNH Mía Đường Bourbon Gia Lai

Nguồn thải

loại 3 - 5 Lưới lọc rác Bể khử Dầu Nhớt

Lưới lọc rácBể Gạn Tro Hồ chứa NT đã lên

Hồ lắng 1

Hồ lắng 2 Nguồn thải loại 1-2

AO 2

Suối Ayunpa Nguồn

thải loại 4

Lưới Lọc Rác

Nhận xét:

• Hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của công ty có ưu điểm là công nghệ áp dụng đơn giản, phù hợp với diện tích mặt bằng rộng và dễ vận hành Nhưng có nhược điểm và điều quan trọng nhất là xử lý chất lượng nước đầu ra chưa đạt yêu cầu tiêu chuẩn xả loại B

a Thuyết minh hệ thống xử lý nước thải hiện hữu:

9 Nguồn nước thải loại 1 - 2: là nguồn nước không gây ô nhiễm và ô nhiễm nhẹ được chảy thẳng vào Ao 2, sau đó rồi chảy thẳng ra suối Ayunpa

9 Nguồn nước thải loại 3 – 5: chảy thẳng vào bể khử dầu mỡ, sau đó được bơm thẳng vào cụm ao 1 (gồm 3 hồ: hồ chứa nước thải đã lên men, hồ lắng đợt 1 và hồ lắng đợt 2), sau đó tiếp tục chảy vào Ao 2 và cuối cùng thoát ra suối Ayunpa

9 Nguồn nước thải loại 4: sau khi chảy qua bể lắng tro, rồi chảy thẳng vào Ao 2, tiếp tục chảy ra suối Ayunpa

b Phân tích hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

• Nguồn nước thải loại 3 và loại 5 nhập chung là không hợp lý Bởi vì nguồn nước thải loại 3 ô nhiễm rất nặng bởi COD; BOD5 và nguồn nước thải loại 5 ô nhiễm dầu; nhớt là chủ yếu, chúng khác nhau về thành phần và tính chất cho nên tách ta xử lý cục bộ là hợp lý nhất

• Các công trình xử lý sơ bộ các nguồn xả hoạt động không hiệu quả Cụ thể là bể khử dầu nguồn 3 – 5 hoạt động không hiệu quả và không có hệ thống thu gom dầu Bể tách tro thì không có hệ thống tách tro Đây là nguyên nhân chính dẫn đến chất lượng đầu ra nước thải có thông số SS không đạt yêu cầu

• Bể chứa nước thải lên men chứa nhiều cặn nổi lên bề mặt

• Vị trí phân phối nước thải vào bể hồ chứa nước thải lên men không hợp lý

• Nên tách riêng nguồn nước thải loại 2 và loại 1 Đối với nguồn nước loại 2 thì dẫn vào Ao 2 Nguồn nước loại 1 thì chảy thẳng vào mương xả của ao 2 để pha loãng nước thải sau xử lý

• Nước thải sau xử lý, từ ao 2 theo mương dẫn chảy trực tiếp ra suối Ayunpa Vì vậy không có khả năng kiểm soát hàm lượng chất rắn lơ lửng Đây là thiếu sót nghiêm trọng của hệ thống sử dụng hồ sinh học để xử lý nước thải

• Vị trí phân phối nước thải các nguồn vào Ao 2 là chưa được hợp lý

c Kích thướt các công trình đơn vị

Bảng 3.1 Kích thướt các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

Ghi chú:

• Công trình 1: Bể khử dầu; nhớt • Công trình 2: Bể gạn tro

• Công trình 3: Bể nước thải lên men

• Công trình 4: Hồ lắng 1 • Công trình 5: Hồ lắng 1 • Công trình 6: Ao 2 d Kết quả phân tích các mẫu nước ở các công trình đơn vị

Bảng 3.2 Kết quả phân tích các mẫu nước Công trình

Thông số Đơn vị 3(vào) 4(vào) 5(vào) (ra) 6(vào) (ra)

Tải trọng tiêu

chuẩn thiết kế

ha ng > 400 150 – 350 150 – 350 100 – 110 Nhận xét:

o Ph đầu vào của hồ chứa nước thải đã lên men thấp

o Tỷ lệ COD : N : P = 5.682 : 4,5 : 22 đầu vào của hồ chứa nước thải đã lên men thấp sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh học

o Tỷ lệ BOD5

COD = 0,483 thích hợp cho các quá trình sinh học

o Tải trọng BOD5 các hồ lắng 1 – 2; Ao 2 lớn hơn tải trọng cho phép thiết kế khoảng 20 lần cho nên hiệu suất xử lý của hồ này thấp

o Theo quy định thời gian lưu nước trong hồ kị khí < 5 ngày nhưng thời gian lưu nước trong hồ chứa nước thải lên men 8,04 ngày

o Thực ra hồ lắng 1 và hồ lắng 2 cũng là hồ kị khí

3.3.2 Đánh giá hiệu quả xử lý các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

Bảng 3.3 Hiệu quả xử lý các công trình đơn vị

o Cụm ao 1 bồm các công trình sinh học 3; 4; 5 chiếm diện tích khoảng 27.000 m2

hiệu quả xử lý của cụm này đạt là hCOD = 52,14%;

h = 71,6% điều này chứng tỏ thành phần hữu cơ này có khả năng phân huỷ sinh học Như vậy trong cụm ao sinh học 1 này chủ yếu nước thải được xử lý ở bể chứa nước thải đã lên men Nếu chúng ta tách nguồn nước thải loại 5 riêng ra thì hiệu quả xử lý sẽ tăng

o Trên các công trình xử lý sinh học từ công trình 3 đến công trình 5 hiệu quả xử lý BOD cao hơn COD nhưng đến Ao 2 thì hiệu quả xử lý nước thải của ao 2 đạt là hCOD = 57% >

h = 48% điều đó lý giải do nước thải từ các nguồn khác tập trung vào Ao 2 như nguồn từ hệ thống xử lý khói thải; nước thải ô nhiễm nhẹ, các nguồn này có SS cao nên khi SS lắng sẽ kéo theo COD lắng làm cho hiệu suất hiệu quả xử lý COD cao hơn BOD

o Nhập chung các nguồn thải không hợp lý, điều đó cũng ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý

o Hàm lượng N thấp ảnh hưởng đến quá trình sinh học ở cụm ao 1 và ao 2 o Chất lượng nước thải đầu ra chưa đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn loại B

3.3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

Bảng 3.3 Hiệu quả xử lý hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

h% 97,1 97,6 18,8 49 88 Nhận xét:

o Hiệu quả xử lý của hệ thống đạt rất cao nhưng chất lượng nước thải đầu ra vẫn chưa đạt tiêu chuẩn loại B Do đó cần phải cải tạo hệ thống xử lý nước thải hiện hữu để đáp ứng tiêu chuẩn môi trường Việt Nam

9 Các thông số ô nhiễm nước thải tại miệng nguồn xả là:

3.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM JATEST

• Nước thải thí nghiệm jatest là nước thải từ hệ thống xử lý khói của nhà máy • Thông số nước thải đầu vào: SS = 4.325 mg/L; CODV = 2.565 mg O2/L • Nước thải được pha loãng 3 lần

• Phèn sử dụng là phèn nhôm: Al2(SO4)318H2O

• PH tối ưu khi làm thí nghiệm jatest là: PHtối ưu = 6,34

Thí nghiệm keo tụ

Hình 3.1 thí nghiệm jatest của nước thải sau bể lắng tro Bảng 3.1: Thông số SS vào – ra của nước thải

Bảng 3.2: Thông số COD vào – ra của nước thải

Biểu đồ về hiệu suất xử lý SS trong thí nghiệm jatest

Hiệu suất khử SS

y = -0.0003x2 + 0.31x + 8.7106R2 = 0.9721

Biểu đồ về hiệu suất xử lý COD trong thí nghiệm jatest

Hiệu suất khử COD

y = -0.0004x2 + 0.3407xR2 = 0.9893

0100 200 300 400 500 600 700 800Lượng phèn mg/L

Dựa vào hai biểu đồ ta nhận xét như sau:

o Lượng phèn 400 mg/l sẽ cho hiệu suất xử lý SS – COD tốt vì vậy ta chọn lượng phèn tối ưu là 400 mg/l vì nước thải pha loãng 3 lần nên lượng phèn cần cho keo tụ là

M = 400*3 = 1200 mg/l = 1,2kg/m3

ƒ Hiệu suất xử lý SS là: h = 82,254% ƒ Hiệu suất xử lý COD là: h = 78,253%

Vậy dựa vào thí nghiệm jatest ta có các thông số đầu ra tối ưu là: SSra= 767,5 mg/l; CODra = 557,8 mg/l

o Tải trọng thiết kế các công trình

o Các tài liệu nghiên cứu về xử lý nước thải mía đường 4.1.3 Kết quả thí nghiệm jatest

o Xác định hàm lượng phèn tối ưu đối với nước thải sau xử lý khói thải 4.1.4 Diện Tích đất sử dụng cho hệ thống xử lý

o Diện tích giành cho khu xử lý là: 47.000 m2

4.2 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ THÍCH HỢP 4.2.1 Các phương án đề xuất:

¾ Phương án 1: Cải tạo và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải hiện hữu ¾ Phương án 2: Thiết kế mới toàn bộ hệ thống xử lý nước thải

a Phương án 1: Cải tạo và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải hiện hữu ™ Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải hiện hữu như sau:

• Xử lý tại nguồn một số nguồn thải • Lắp đặt hệ thống sục khí tại hồ lắng 1

• Gia cố cụm ao 1 và ao 2 bằng lớp đất sét dày từ 20 – 30cm và đầm chặt tránh ảnh hưởng đến tầng nước ngầm

• Nạo vét bãi sình lầy ở cụm ao 1 và ao 2

• Xây dựng thêm hệ thống dẫn nước từ hồ lắng 2 đến Ao 2

• Xây dựng thêm ngăn lắng ở ao 2 có kích thướt dài * rộng = 10 * 4 m

™ Phương án cải tạo hệ thống xử lý như sau:

• Đối với các nguồn không gây ô nhiễm (nguồn nước thải loại 1), tách ra thành một đường cho thẳng vào nguồn tiếp nhận

• Nguồn nước thải loại 2: là nguồn ô nhiễm nhẹ nhưng có lưu lượng tương đối lớn do đó nguồn này được cho vào ao 1, sau đó tiếp tục xử lý ở ao 2

• Nguồn nước thải từ bể lắng tro là nguồn nước ô nhiễm nặng với lưu lượng 150 m3/h, phải được xử lý cục bộ bao gồm các công trình sau: Ngăn tiếp nhận đặt song chắn rác – Bể Điều Hòa – Bể keo tụ, Lắng – Bể sinh học kỵ khí – Bể sinh học hiếu khí – Cụm Ao 1 – Ao 2 Xây dựng thêm bể tách tro để giảm độ ẩm của tro sau đó thu gom trộn chung với bùn thu được trong quá trình lắng, lọc làm phân bón

• Nguồn nước thải loại 3: đây là nguồn ô nhiễm nặng với lưu lượng 15 m3/h, phải được xử lý cục bộ bao gồm các công trình sau: Ngăn tiếp nhận đặt song chắn rác – Bể điều hòa – Bể trung hòa, Lắng – Bể sinh học kỵ khí – Bể sinh học hiếu khí – Cụm Ao 1 – Ao 2 Đối với nguồn này nên châm thêm N, P bởi vì tỉ lệ COD : N : P quá thấp

b Phương án 2: Thiết kế mới toàn bộ Hệ thống xử lý nước thải

• Chúng ta xây dựng mới toàn bộ Hệ thống xử lý nước thải từ các công trình xử lý cục bộ đến các công trình chung

Phương án 1: Sơ đồ tổng thể hệ thống xử lý nước thải

Bể điều

NaOHSân tách tro

Nguồn nước thải sau bể lắng tro

Song

chắn rác Bể điều hòa

Bể hiếu khí Bể kị

khí Nguồn nước thải

Ô nhiễm nặng

Q = 15 m3/h Q = 20 m3/h

Hồ chứa NT lên men

Bể keo tụ – lắng có lớp chắn song song Bể trung hoà – lắng có lớp chắn song song Nguồn nước thải

Ô nhiễm dầu; mỡ

Song chắn

rác Bể điều hòa Thiết bị tạo áp Máy nén khí

Bể tuyển nổi

Bể chứa váng dầu mỡ

Bể chứa hiện hữu

Phương án 2: Sơ đồ tổng thể hệ thống xử lý nước thải

Suối Ayunpa

Bể hiếu khí

Bể lắng ly tâm 2 Cánh đồng tưới

Al2(SO4)318H2ONaOHSân tách tro

Song chắn rác

Bể điều hòa Nguồn nước thải

Ô nhiễm dầu, mỡ Q = 20 m3/h

Nguồn nước thải Ô nhiễm nặng

Thiết bị tạo áp Máy nén khí

Bể tuyển nổi

Bể chứa váng dầu, mỡ

Nguồn nước thải không gây ô nhiễm Q = 860 m3/h Nguồn nước thải loại 2

Ngăn lắng

Bể điều hòa

N, P

Bể keo tụ – lắng ly tâm 1 Bể trung hoà – lắng

Ao sinh học Tuỳ nghi

4.2.1 Thuyết minh quy trình công nghệ của hệ thống xử lý nước thải a Phương án 1

™ Nguyên lý hoạt động

¾ Toàn bộ nước thải loại 1 không gây ô nhiễm ta làm hệ thống thu gom riêng và cho chảy thẳng vào mương dẫn ra suối Ayunpa

¾ Nguồn nước loại 2 là loại nước ô nhiễm nhẹ, đầu tiên cho chảy vào cụm ao 1 sau đó chảy sang ao 2 và ngăn lắng, rồi theo mương dẫn thoát ra suối Cụm ao 1 gồm 3 hồ nối tiếp nhau Hồ đầu tiên là hồ sinh học tự nhiên Hồ tiếp theo cải tạo lại thành hồ hiếu khí cưỡng bức bằng cách bổ sung oxy vào hồ thông qua thiết bị cung cấp là máy thổi khí… Khi đó hiệu quả xử lý của hồ sẽ tăng lên rất nhiều lần so với hiện tại Hồ còn lại của cụm ao 1 và ao 2 vẫn sử dụng làm hồ sinh học tự nhiên Ngoài ra ở phần cuối ao trước khi nước thải thoát ra Suối Ayunpa, ta ngăn thành ngăn lắng để kiểm soát SS trong nước thải trước khi thải ra nguồn Cặn lắng trong Ao được nạo vét định kỳ sau mỗi vụ mùa kết thúc

¾ Nguồn nước thải loại 3 là nguồn ô nhiễm nặng và có PH thấp đầu tiên chảy qua song chắn rác vào bể điều hòa Từ bể điều hòa nước được bơm sang trung hòa – lắng, tại đây nước dung dịch NaOH được bơm định lượng vào trong bể Nước thải trung hòa và toàn bộ cặn lơ lửng trong nước thải sẽ được lắng xuống đáy Cặn này được bơm sang sân tách cặn Toàn bộ nước sau khi lắng tiếp tục chảy sang bể phân hủy kị khí Tại bể này diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải dưới sự tham gia của vi khuẩn kị khí Loại công trình này thích hợp nhất cho loại nước tải có hàm lượng chất hữu cơ cao COD> 2000 mg/L Theo kết quả phân tích tỉ lệ N : P so với COD quá thấp, do đó cần thêm hàm lượng N : P vào để quá trình sinh học kị khí phát triển tốt Tiếp theo là quá trình phân hủy chất hữu cơ dưới sự tham gia của vi khuẩn hiếu khí Oxy được sử dụng cho quá trình hiếu khí được cung cấp từ máy thổi khí Nước sau khi được xử lý ở bể sinh học hiếu khí cưỡng bức tiếp tục chảy theo hệ thống thoát nước vào ao 1 và ao 2 rồi thoát ra suối Ayunpa

¾ Nguồn nước thải loại 4 là nguồn nước ô nhiễm nặng và lưu lượng tương đối lớn, đầu tiên cho chảy thẳng vào bể lắng tro sau đó qua song chắn rác vào bể điều hòa Từ bể điều hòa nước được bơm sang bể phản ứng - keo tụ – lắng để tiếp tục loại bỏ cặn lơ lửng tiếp theo là quá trình sinh học kị khí và hiếu khí cưỡng bức giống như trên Sau đó đưa vào ao 1 và ao 2…

¾ Nguồn nước thải loại 5 là loại bị ô nhiễm dầu, nhớt (một phần bột mía, xenlulozơ sinh ra trong quá trình băm, ép) đầu tiên chảy qua song chắn rác vào bể điều hòa Tiếp theo nước thải được bơm nhúng chìm bơm sang bể tuyển nổi tách dầu, nhớt Sau đó chảy thẳng vào bể chứa hiện hữu và được bơm vào ao 1; ao 2; ngăn lắng rồi ra suối ayunpa

b Phương án 2

™ Nguyên tắc hoạt động

¾ Phương án 2 khác với phương án 1 là: xây dựng mới toàn bộ hệ thống xử lý nước thải Các công trình xử lý cục bộ giống phương án 1 nhưng ở phương án 1 có bể lắng có lớp song song thì phương án 2 thay bằng bể lắng ly tâm 1 và phương án 2 có thêm bể lắng ly tâm 2 ¾ Sau khi các nguồn thải ô nhiễm được xử lý cục bộ song, nước thải sau khi xử lý cục bộ được tập trung chảy vào bể lắng 2 có tấm chắn song song để tách cặn lơ lửng trước khi chảy vào cánh đồng tưới sinh học, tại đây quá trình khử nitrat diễn ra Tiếp theo nước thải chảy tiếp vào hồ sinh học tùy nghi Tại hồ này chúng ta có thể thả bèo, nuôi Cá, nuôi Trai, nuôi Sò Nuớc thải của nhà máy được xử lý sinh học lần cuối cùng rồi thải ra suối Ayunpa Nước thải này chúng ta có thể tưới cây, hoặc dùng cho một đích tưới tiêu cho nông nghiệp 4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

a Phương án 1

I Tính toán các công trình xử lý cục bộ

A Nguồn nước thải ô nhiễm dầu mỡ Q = 20 m3/h 1 Ngăn tiếp nhận đặt song chắn rác

o Ngăn tiếp nhận có kích thước

Chiều rộng: R = 0.8 m Chiều dài: L = 1 m Cao: H = 1.5 m o Song chắn rác

Kích thướt thanh rộng * dày = 5 mm * 25 mm Khe hở giữa các thanh w = 16 mm

Số song chắn rác n = 37 thanh

Tổn thất áp lực qua thanh chắn rác hl = 3.4 mm

2 Bể điều hòa

Chọn thời gian lưu nước T = 2.5 h Thể tích của bể W = Q * T = 50 m3

Chiều rộng: R = 2.5 m Chiều dài: L = 5 m Cao: H = 4 m

Chiều cao xây dựng HXD = 4.4m

3 Bể tuyển nổi

Chọn thời gian lưu nước T = 0,5 h Thể tích của bể W = 30 m3

Chiều rộng: R = 2,5 m Chiều dài: L = 4.8 m Cao: H = 2.5 m

Chiều cao xây dựng HXD = 3 m

Thể tích không khí bơm vào: W = 240 m3/h Aùp lực cần thiết H = 5.5m

Số vồi phun: n = 48 cái 4 Bể chứa dầu, mỡ

Thể tích của bể W = 7.5 m3

Chiều rộng: R = 2 m Chiều dài: L = 4.8 m Cao: H = 0.8 m

Chiều cao xây dựng HXD = 1.2 m

B Nguồn nước thải ô nhiễm nặng Q = 15 m3/h Có các thông số sau:

COD = 11.083 mgO2/L

SS = 182 mg/L 1 Ngăn tiếp nhận đặt song chắn rác o Ngăn tiếp nhận có kích thước

Chiều rộng: R = 0.8 m Chiều dài: L = 1 m Cao: H = 1.5 m o Song chắn rác

Kích thướt thanh rộng * dày = 5 mm * 25 mm Khe hở giữa các thanh w = 16 mm

Số song chắn rác n = 47 thanh

Tổn thất áp lực qua thanh chắn rác hl = 4.2 mm

2 Bể điều hòa

Chọn thời gian lưu nước T = 3 h Thể tích của bể W = Q * T = 45 m3