2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ
1.8.XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ TRIỆT ĐỂ CHẤ TÔ NHIỄM CÓ TRONG NƯỚC THẢI TẬP TRUNG TẠI KCN
TRONG NƯỚC THẢI TẬP TRUNG TẠI KCN
Trước nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải tập trung, nhóm NC chúng tôi đưa ra công nghê xử lý nước thải dựa trên công nghệ cũ.
Nước thải từ hệ thống thu gom SCR thô Bể gom Song chắn rác tinh Axitt Vôi Bể lắng cát Máy thổi khí T K Javen PAC Bể chứa bùn Máy ép bùn Bùn thải Bể aerotank Phèn Bể Kỵ Khí cao tải 1 bậc Bể lắng ly tâm Bể điều hòa Bể anoxic Bể khử trùng QCVN40:2011/BTNMT (cột A) Bổ sung C Dinh dưỡng Bể lắng sinh học
Hình 4-3. Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải tập trung tại KCN
Hình 4-4. Mô hình công nghệ xử lý nước thải tập trung tại KCN
Thuyết minh công nghệ :
Hệ thống được thiết kế để xử lý nước thải khu công nghiệp, nhằm loại bỏ những thành phần ô nhiễm có trong nước thải để đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT cột A trước khi thải ra ngoài môi trường ( Nước sông Cấm – Nghệ An )
Nước thải từ các nhà máy tại KCN được dẫn theo đường ống về hệ thống thu gom của TXL tập trung, trước khi đưa vào bể gom đi qua song chắn rác thô để tách loại các cặn rác, rác thải rắn có kích thước > 5cm, nhằm hạn chế các vấn đề tắc nghẽn đường ống.
Nước từ bể gom dược bơm qua hệ thống màng tách rác tinh đi vào bể lắng
cát. Đáy bể có cấu tạo nghiêng, dốc về phía đầu bể, qua quá trình chuyển động,
các chất thải rắn có kích thước lớn, dưới tác dụng của trọng lực lắng xuống đáy bể và theo đáy nghiêng về hố thu bùn, được định kỳ thu gom và xử lý.
Nước thải sau đó được đưa về bề điều hòa, Bể điều hoà nước thải phải có dung tích chứa nước thải trung bình là 5- 6h. Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ chất ô nhiễm trong dòng thải trước khi vào quá trình xử lý. Bể điều hoà có lắp hệ thống phân phối khí thô dưới đáy bể có tác dụng xáo trộn hoàn toàn nước thải và cung cấp một lượng khí thích hợp để đảm bảo không phát sinh mùi khó chịu do phân huỷ yếm khí. Hệ thống phân phối khí dạng ống lắp cố định dưới đáy bể khí đựợc cấp từ máy thổi khí.
Sau đó nước thải tiếp tục được dẫn vào bể lắng ly tâm, Bể lắng ly tâm được cấu tạo với 3 vùng, vùng giữa tạo kết tủa, và hai vùng bên cạnh là vùng lắng. Nước được chảy từ dưới lên trên, và máy khuấy bổ sung khí tại vùng tạo kết tủa. Cho Vôi vào và điều chỉnh PH (9-11) để xảy ra quá trình phản ứng Kết tủa photpho tại vùng giữa.
Phương trình phản ứng :
10Ca2+ + 6PO43- + 2OH- Ca10(PO4)6(OH)2 (tích số tan 10-114 )
Dưới tác dụng của lực do máy khuấy, nước và bùn cặn sẽ tràn về hai vùng lắng, và bông bùn lắng dần xuống phía đáy, nước trong đi lên và tràn qua vách tràn của bể lắng ly tâm. Bùn lắng được thu dưới đáy bằng hệ thống cào bùn và dùng bơm chìm chuyên dụng hút bùn đưa vào bể phân huỷ bùn.
* Xử lý photpho : Hợp chất photpho tồn tại trong nước thải ở các dạng: photphat đơn tan, photphat trùng ngưng, photpho trong hợp chất hữu cơ. Photphat trùng ngưng (polyme) và dạng hữu cơ (trong cơ thể vi sinh) có thể loại được một phần qua quá trình lắng hoặc lọc trong các giai đoạn lắng sơ cấp, thứ cấp. Photphat đơn tan trong nước không thể loại bỏ theo phương pháp lắng, lọc. Vậy cần dùng một hợp chất để kết tủa P. Hợp chất canxi thường sử dụng là vôi tôi, Ca(OH)2. Đồng thời với sự hình thành các hợp chất của canxi với photphát xảy ra phản ứng tạo thành CaCO3 từ độ cứng và độ kiềm của nguồn nước. Khi đưa vôi vào hệ phản ứng, canxi (Ca2+) và độ kiềm (HCO3-) trong nước phản ứng tạo ra canxi carbonat (cancit) do sự dịch chuyển cân bằng của bicarbonat về carbonat khi pH đạt trên 10 (hằng số cân bằng cặp HCO3-/ CO32- pKA = 8,3). Chỉ có lượng canxi dư sau khi tạo thành canxi carbonat mới phản ứng với photphat. Phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm không tan là hydroxylapatit:
10Ca + 6PO4 + 2OH Ca10(PO4)6(OH)2 (tích số tan 10 )
Lượng vôi đưa vào còn bị tiêu thụ do các phản ứng kết tủa canxi carbonat và độ kiềm (khử độ cứng theo phương pháp vôi - sô đa) .
Ca2+ + Ca(OH)2 + 2HCO3- 2CaCO3 + 2H2O
Để có được nồng độ photphat dư dưới mức 1mgP/l phản ứng được tiến hành tại pH = 10,5 - 11. Liều lượng vôi sử dụng trước hết phụ thuộc vào độ kiềm của nước và nồng độ photphat ban đầu, thông dụng là > 1,4 - 1,5 lần độ kiềm tính theo CaCO3. Do pH của môi trường sau khi kết tủa cao, không phù hợp cho quá trình keo tụ và lắng nên nó cần được trung hòa (với khí CO2) và đồng thời đáp ứng tiêu chuẩn thải.
Sau bể lắng hóa lý là bể sinh học kỵ khí.
- Mục đích của việc xử lý kỵ khí là xử lý HCHC,SO42-
Nước thải đc đưa vào từ đáy bể thông qua hệ thống phân phối dòng vào. Nước thải chuyển động theo chiều từ dưới lên trên với vận tốc 0,6 đến 0,9 m/h, đi qua lớp bùn vi sinh kỵ khí lơ lửng. Trong điều kiện kỵ khí, các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ phân hủy thành các hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ hơn, hình thành khí CH4, CO2, tạo nên sự xáo trộn bên trong bể. Khí đc tạo ra có khuynh hướng bám vào các hạt bùn, nổi lên trên mặt bể, va chạm tấm hướng dòng. Các tấm này có nhiệm vụ tách khí, bùn và nước. Các hạt bùn được tách khí sẽ rơi xuống lại tầng bùng lơ lửng. Khí sinh học sẽ được thi bằng hệ thống thu khí. Quá trình phản ứng phân hủy sinh học kỵ khí :
CnHaOb + ( n-a/4) H2O (n/2 – a/8 + b/4) CO2 + (n/2 + a/8 – b/4) CH4
SO42- + 8H+ H2S + 4H2O
Nước thải từ bể sinh học kỵ khí vào bể xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí. Bể xử lý sinh học Anoxic và Aeroten có mục đích ôxy hoá HCHC đồng thời khử Nitơ qua quá trình Nitrification – Denitrification. Nồng độ bùn hoạt tính từ 1.000 – 3.000 mg/l và nồng độ bùn tuần hoàn từ 4000 – 5000 mg/l. Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, khả năng xử lý BOD của bể càng lớn. Oxi được cung cấp bằng máy thổi khí và hệ thống phân phối khí từ đáy bể có hiệu quả khuếch tán oxi vào trong nước thải cao tạo điều kiện cho vi sinh vật sử dụng để ôxi hoá nước thải
Tại bể lắng thứ cấp diễn ra quá trình lắng bằng trọng lực, các chất bẩn dưới tác dụng của trọng lực sẽ được lắng xuống phía đáy bể, tại đây bùn lắng sẽ được vi
khuẩn có trong nước xử lý tiếp giúp quá trình xử lý chất bẩn triệt để hơn. Đáy bể được thiết kể nghiêng, có thanh gạt bùn định kỳ sẽ gạt bùn vào hố thu bùn, một phần bùn được hồi lưu vể bể Aeroten giúp bổ sung vi khuẩn cho quá trình xử lý, còn lại được bơm sang ngăn của bể chứa bùn. Tại thành trong của bể có bố trí các tấm thu nước trong, cấu tạo dạng hình răng cưa, nước trong qua các răng cưa chảy sang rãnh thu gom đi sang bể khử trùng trước khi ra ngoài môi trường. Bên trong bể có đặt đường ống thu váng bùn nổi, bùn nổi được dẫn sang bể chứa bùn để xử lý bước tiếp theo.
Khâu cuối cùng của quá trình xử lý, nước thải sau khi qua bể lắng sinh học
được chảy sang hồ sinh học, hồ này để chưa nước và để khắc phục, đề phòng sự cố. Bể khử trùng. Nước sau khi vào bể khử trùng vẫn còn chứa các vi khuẩn vì vậy hóa chất khử trùng Javen được bổ sung để tiêu diệt vi khuẩn có trong nước thải trước khi nước được thải ra môi trường. Bể khử trùng có cấu tạo gồm các ngăn zich-zac, giúp nước thải được khuấy trộn đều hơn với hóa chất khử trùng, tăng cường thời gian lưu và thời gian lắng của các chất rắn lơ lửng còn trong nước, giúp tăng cường hiệu quả xử lý. Nước trong sau khi ra khỏi bể khử trùng đạt tiêu chuẩn nước thải được thải vào hồ điều hòa nước thải trước khi thải ra môi trường.
Bể xử lý bùn - Máy ép bùn
Bùn sinh ra từ bể lắng sơ cấp và bể lắng thứ cấp được tập trung vào ngăn phân hủy bùn của hệ thống bể xử lý bùn.
Tại đây có bố trí hệ thống phân phối khí dưới đáy bể, các chất bẩn có trong nước lại được xử lý một lần nữa bởi các vi sinh vật hiếu khí. Bùn sau đó được bơm bùn đặt dưới đáy bể bơm sang ngăn chứa bùn và bơm sang máy ép bùn để tách bùn.
Bên phía trên của bể xử lý bùn có lắp đặt phao thu nước trong. Hệ thống phao này luôn nổi trên phía trên của bề mặt mực nước trong bể, nước trong ở phía bên trên bể được thu hồi bằng bơm khí đẩy, hồi lưu trở lại bể Aeroten.
Tại máy ép bùn, tiến hành ép bùn, có bổ sung polime cho hạt bùn gắn kết lại với nhau, hỗ trợ việc ép bùn nhanh chóng và hiệu quả. Bùn sau khi được ép sẽ chuyển đến sân phơi bùn và được đem đi chôn lấp như chất thải rắn thông thường.
1.9. Ưu nhược điểm của công nghệ 1.9.1 Ưu điểm
- Đơn giản, dễ vận hành, thiết kế và xây dựng
- Việc sử dụng vôi để xử lý P vừa tiết kiệm lại đơn giản và dễ sử dụng - Kết hợp giữa lắng và keo tụ tại bể lắng ly tâm hiệu quả và tiết kiệm
1.9.2 Nhược điểm
- Do sử dụng các bể sinh học nên khi xảy ra sự cố việc khắc phục gặp khó khăn - Bể kỵ khí là bể có trọng tải sử dụng cho lưu lượng nước thải, hàm lượng chất ô nhiễm, tải lượng chất ô nhiễm trung bình. Vì vậy về lâu dài nếu công suất xử lý của trạm xử lý tăng lên nhiều lần, hàm lượng ô nhiễm, tải lượng lớn thì bể kỵ khí này không còn phù hợp.