Nước thải sản xuất từ Xí nghiệp đường
Xí nghiệp đường Vị Thanh sử dụng CNSX đường mía kiểu Trung Quốc, cần sử dụng một khối lượng nước lớn cho các mục đích khác nhau:
- Nước sử dụng cho CNSX đường: nước tạo chân khơng cho bốc hơi, nấu đường, cấp bổ sung cho nồi hơi, phịng thí nghiệm, làm mát các thiết bị, làm mát bơm...
- Nước sử dụng cho vệ sinh cơng nghiệp: rửa sàn, vệ sinh thiết bị ... - Nước sử dụng cho sinh hoạt của cơng nhân, nhà căntin.
Tùy thuộc vào mỗi cơng đoạn SX mà tính chất nước thải sẽ khác nhau. Sau đây là phần trình bày về đặc tính nước thải từ các cơng đoạn SX chính của nhà máy:
- Cơng đoạn sản xuất hơi: Một lượng nước thải sinh ra từ quá trình làm
nguội và khử bụi lị hơi. Dịng nước thải này cĩ chứa nhiều tro, nhiệt độ cao. Dịng nước làm nguội turbine máy phát điện hồn tồn sạch.
- Cơng đoạn ép mía: Nước thải vệ sinh máy ép và thiết bị khác cĩ hàm
lượng chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ và một lượng nhỏ dầu mỡ, nước vệ sinh bọt váng rơi vãi. Nước thải làm nguội trục ép, nước làm nguội động cơ máy ép tương đối sạch.
- Cơng đoạn hĩa chế: Nhà máy sử dụng phương pháp sunfit hĩa nên
nước thải cơng đoạn này cĩ chứa nhiều tạp chất. Bên cạnh quá trình rửa thiết bị lắng, lọc khi ngừng để sửa chữa hay nghỉ vụ, tạo ra nước thải cĩ SS và BOD cao, vượt gấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép.
- Cơng đoạn cơ đặc và nấu đường: Đây là cơng đoạn sử dụng nước rất
lớn, chủ yếu dùng cho thiết bị tạo chân khơng nên lượng nước thải cũng khá lớn. Một lượng nước ngưng tụ lớn hình thành trong quá trình cấp nhiệt cho các thiết bị cơ đặc, nấu đường. Lượng nước này mềm và sạch cĩ thể đem sử dụng cấp nước cho nồi hơi. Dịng nước thải rửa nhà xưởng và thiết bị khi ngừng sản xuất để tu bổ chứa lượng đường khá lớn do đường bám dính trong thiết bị, đường ống, rơi vãi...
- Cơng đoạn kết tinh: Nước thải trong cơng đoạn kết tinh chủ yếu là
nước làm lạnh lấy nhiệt gián tiếp dịch đường cơ tại các thiết bị kết tinh. Nước thải chỉ bị ơ nhiễm nhiệt cĩ thể tái sử dụng.
- Cơng đoạn ly tâm: ở đây, đường được tách ra khỏi dung dịch nước cái
tạo thành sản phẩm đường tinh thể. Phần dung dịch được gọi là mật rỉ cĩ thể tận thu để sản xuất các sản phẩm phụ khác. Một lượng nhỏ nước thải của khâu rửa, vệ sinh thiết bị khi ngừng sửa chữa định kỳ được thu gom về HTXL.
Qua khảo sát thực tế về lưu lượng và phân tích tính chất, thành phần mức độ gây ơ nhiễm các nguồn nước thải, cĩ thể phân loại được một số nguồn tương đồng về tính chất, thành phần như sau:
Nước thải sạch (loại 1):
Bao gồm nước ngưng ở các thiết bị trao đổi nhiệt: đun nĩng, cơ đặc, nấu và sấy đường. Dịng nước này hồn tồn mềm sạch, nên cĩ thể tuần hồn trở lại bổ sung vào nguồn nước cấp cơng nghệ.
Nước thải sạch (loại 2):
Nước thải loại 2 phát sinh từ các nguồn như sau: nước tạo chân khơng trong bốc hơi, nước tạo chân khơng trong nấu đường, nước giải nhiệt các thiết bị trong dây chuyền sản xuất, nước làm mát lị đốt lưu huỳnh, các bơm,...
- Nước tạo chân khơng:
Hệ thống tạo chân khơng tách biệt với các nguồn nước thải sản xuất, cho nên bản thân nước thải từ khâu tạo chân khơng khơng chứa các chất hữu cơ, dầu mỡ hoặc các chất ơ nhiễm do các quá trình sản xuất khác, do đĩ khơng gây tác động xấu đến mơi trường. Tồn bộ lượng nước tạo chân khơng được thải bỏ sau khi sử dụng.
Theo tính tốn nhu cầu dùng nước khi NM hoạt động ở cơng suất 3.500 TMN thì lưu lượng của nước tạo chân trong từng cơng đoạn sản xuất như sau:
o Nước dùng cho tháp tạo chân khơng bốc hơi: 15.722 m3/ngđ
o Nước dùng cho tháp tạo chân khơng nấu đường: 27.600 m3/ngđ
Như vậy, tổng lưu lượng nước thải tạo chân khơng trong quá trình sản xuất là 43.322 m3/ngđ.
- Nước giải nhiệt các thiết bị:
Là nước từ các cơng đoạn làm lạnh các thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp, nước làm mát các máy bơm, lị đốt lưu huỳnh, máy trợ tinh... Phần lớn lượng nước dùng trong giải nhiệt được tuần hồn tái sử dụng, và phần cịn lại khơng tái sử dụng được thải bỏ. Lưu lượng nước giải nhiệt cho các thiết bị khi nhà máy hoạt động ở cơng suất 3.500 TMN được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.3 Lưu lượng nước giải nhiệt các thiết bị trong quá trình sản xuất Đơn vị: m3/ngày đêm
Hạng mục Nhu cầu sử dụng Tuần hồn tái sử dụng Lưu lượng thải bỏ
Nước làm mát động cơ máy ép 1.440 1.440 0
Nước làm mát cổ trục ép 504 504 0
Nước làm mát dầu turbine 988 988 0
Nước làm nguội lị đốt lưu huỳnh 613 613 0
Nước làm nguội các bơm 105 0 105
Nước làm nguội trợ tinh đứng 217 217 0
Nước dùng khử bụi lị hơi 200 200 0
Tổng 4.067 3.962 105
Lượng nước giải nhiệt các thiết bị được tuần hồn tái sử dụng là 3.962m3/ngđ, tổng lượng nước giải nhiệt được thải bỏ là 105 m3/ngđ.
Hệ thống nước giải nhiệt cũng được tách biệt với các nguồn nước thải sản xuất, trong thành phần khơng chứa các chất ơ nhiễm. Nhà máy luơn theo
dõi thường xuyên nhiệt độ của dịng nước thải này, đảm bảo nhiệt độ luơn < 400C trước khi thải ra mơi trường.
Như vậy, khi nhà máy hoạt động ở cơng suất 3.500 TMN thì tổng lưu lượng nước thải loại 2 khoảng 43.427m3/ngđ.
Nước thải ơ nhiễm (loại 3):
Các dịng nước thải cịn lại của các cơng đoạn sẽ gây ơ nhiễm ở mức độ khác nhau. Khi nhà máy hoạt động với cơng suất 3.500 TMN thì lượng phát sinh tối đa khoảng 260 m3/ngđ bao gồm:
+ Nước thải cơng nghệ: Là nước thải vệ sinh nhà xưởng, thiết bị trong quá trình sản xuất, chủ yếu là nước thải vệ sinh thiết bị ở cơng đoạn hĩa chế và nấu đường, nước thải từ phịng hĩa nghiệm, nước rỉ từ khu vực chứa bã bùn, tro ... Đây là loại nước thải phát sinh thường xuyên trong suốt quá trình sản xuất của nhà máy. Theo tính tốn thì lưu lượng nước thải cơng nghệ phát sinh trong vụ sản xuất như sau:
o Nước thải vệ sinh rửa sàn, vệ sinh các thiết bị bốc hơi, gia nhiệt, nồi đường: 240 m3/ngđ.
o Nước thải từ phịng hĩa nghiệm: 10 m3/ngđ.
o Nước rỉ từ khu vực chứa bã bùn, tro: 10m3/ngày.
Như vậy, tổng lượng nước thải cơng nghiệp phát sinh trong quá trình sản xuất của nhà máy vào khoảng 260 m3/ngày.
+ Nước thải vệ sinh thiết bị khi dừng tu bổ bao gồm: nước vệ sinh thiết bị máy ép, nước vệ sinh thiết bị gia nhiệt, nồi cơ đặc, nồi nấu đường, kết tinh và nước thải thu hồi từ bãi tồn trữ bùn, tro... chứa cặn lơ lửng, nhiễm dầu mỡ và hàm lượng chất hữu cơ cao. Lượng nước này chiếm tỉ lệ lớn, tuy nhiên chỉ phát sinh vào cuối vụ, khi nhà máy dừng sản xuất để tu bổ ngắn hạn. Lưu lượng nước vệ sinh thiết bị cũng vào khoảng 260m3/ngđ.
Như vậy tổng lượng nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất của dự án là 260m3/ngày đêm (gồm nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất, nước rỉ từ bãi chứa bùn tro).
Nước thải sinh hoạt
Đặc trưng của nước thải này là cĩ nhiều tạp chất lơ lửng, nồng độ chất hữu cơ cao (từ nhà vệ sinh) nếu khơng tập trung xử lý thì sẽ gây ảnh hưởng xấu đến nguồn nước mặt và nước ngầm của khu vực. Ngồi ra khi tích tụ lâu ngày, các chất hữu cơ này sẽ phân hủy gây ra mùi hơi.
Các chất hữu cơ cĩ trong nước thải sinh hoạt chủ yếu là các loại carbonhydrat, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy, Khi phân huỷ vi sinh vật lấy oxy hồ tan trong nước để chuyển hố các chất hữu cơ nĩi trên thành CO2, N2, H2O, CH4. Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ cĩ trong nước thải cĩ khả năng bị phân huỷ hiếu khí bởi vi sinh vật chính là chỉ số BOD5, Chỉ số BOD5 biểu diễn lượng oxy cần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân huỷ lượng chất hữu cơ dễ phân huỷ cĩ trong nước thải, Như vậy chỉ số BOD5 càng cao cho thấy lượng chất hữu cơ cĩ trong nước thải càng lớn, oxy hồ tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiều hơn, mức độ ơ nhiễm của nước thải cao hơn.
Bảng 3.4 Tác động của các chất ơ nhiễm trong nước thải
Stt Thơng số Tác động
1 Nhiệt độ
- Ảnh hưởng đến chất lượng nước, ơxy hồ tan trong nước
- Ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học.
- Ảnh hưởng tốc độ và sự phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước.
2 Các chất hữu cơ
- Giảm nồng độ ơxy hồ tan trong nước. - Ảnh hưởng đến tài nguyên thủy sinh.
3 Chất rắn lơ
lửng - Ảnh hưởng đến chất lượng nước, tài nguyên thủy sinh.
4 Các chất dinh dưỡng (N,P)
- Gây hiện tượng phú dưỡng, ảnh hưởng tới chất lượng nước, sự sống thủy sinh.
5 Các vi khuẩn
- Nước cĩ lẫn vi khuẩn gây bệnh là nguyên nhân của các dịch bệnh thương hàn, phĩ thương hàn, lỵ, tả.
- Coliform là nhĩm vi khuẩn gây bệnh đường ruột. - E. Coli (Escherichia Coli) là vi khuẩn thuộc nhĩm Coliform, chỉ thị ơ nhiễm do phân người.
Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động mơi trường, Phịng kỹ thuật – Nghiên cứu và Phát triển xí nghiệp đường Vị Thanh, 2012
Tổng nhu cầu nước cấp cho sinh hoạt của tồn dự án là: 45 m3/ngày. Do đĩ lượng nước thải phát sinh bằng 80% lượng nước cấp là 36 m3/ngày. Lượng
nước thải này được thu gom và xử lý sơ bộ bằng hầm tự hoại sau đĩ dẫn về hệ thống xử lý nước thải tập trung của nhà máy.
Nước mưa chảy tràn.
Bản thân nước mưa khơng làm ơ nhiễm mơi trường, tuy nhiên nếu khơng cĩ biện pháp tiêu thốt tốt, sẽ gây nên tình trạng ứ đọng nước mưa, tạo ảnh hưởng xấu đến mơi trường, nhất là ở bãi chứa bã mía, trong bã khơ vẫn cịn chứa 45% cellulose và 18% lignin, khi bị ngâm trong nước cĩ khả năng tạo ra lignin và chất này sẽ theo nước mưa chảy tràn ra ngồi gây ơ nhiễm mơi trường xung quanh.
Để đánh giá tác động của nước mưa chảy tràn sử dụng mơ hình tính tốn sau: Theo số liệu từ niên giám thống kê 2007-2011 của Cục Thống kê tỉnh
HG thì lượng mưa tháng lớn nhất trong các năm 2007-2011 là 384,5 mm.
Lượng nước mưa được tính như sau: Q qaS(m3 /ngày)
q:lưu lượng mưa ngày của tháng cĩ lượng mưa nhiều nhất. (q= 384,5/30 mm/ngày=0,0128 m/ngày)
a:hệ số thực nghiệm đặc trưng cho tính chất của mặt phủ. Trong trường hợp khu vực dự án chọn a=0,2
S: diện tích đất, S =56.694 m2 Vậy Q= 145,14 m3/ngày
Thơng thường thì nước mưa khá sạch, hàm lượng các chất trong nước mưa được ước tính như sau:
Tổng Nitơ : 0,5 – 1,5 mg/l Phospho : 0,004 – 0,03 mg/l
Nhu cầu oxi hố học (COD) : 10 – 20 mg/l Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) : 10 – 20 mg/l
So với các nguồn nước thải khác thì nước mưa chảy tràn được đánh giá là khá sạch. Vì vậy, Xí Nghiệp sẽ tiến hành thu gom nước mưa chảy tràn vào hệ thống thốt nước mưa riêng và qua song chắn rác trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.
Chất lượng nước thải sau xử lý của Xí nghiệp đường Vị Thanh hầu hết đều đạt quy chuẩn cho phép được thể hiện trong phần phụ lục. Cho thấy hiệu quả đầu tư HTXLNT xử lý chất thải đạt chuẩn thải ra mơi trường.
3.3 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.3.1 Cơng suất xử lý
Xí nghiệp xây dựng hệ thống xử lý nước thải cơng suất 600m3/ngày đêm, Xí nghiệp đang áp dụng cơng nghệ lọc bùn khơng cĩ nước thải, hạn chế tối đa lượng nước thải thải ra mơi trường và đạt chuẩn trước khi thải ra mơi trường.
3.3.2 Sơ đồ quy trình hệ thống xử lý nước thải
Nguồn: Đội xử lý chất thải
Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải 3.3.3 Chức năng của các thiết bị ở từng vị trí
a/ Bể lắng sơ bộ
Nước thải từ nhà máy của xí nghiệp được đưa vào bể lắng sơ bộ. Tại đây, sử dụng sữa vơi làm tác nhân kết tủa để kéo theo các chất huyền phù lắng ra khỏi nước thải và làm tăng pH của nước thải. Sau đĩ, trước khi vào bể lắng sơ bộ nước thải phải đi qua hệ thống lưới lọc. Lưới lọc ở trong bể lắng sơ bộ dùng để tách các chất thải rắn cĩ kích thước lớn (cặn 0,5 mm) và các loại cặn cĩ tỷ trọng nhỏ hơn nước (khơng lắng chìm được) ra khỏi nước thải. Mục đích là làm giảm SS và COD cho nước thải đầu vào.
Nước thải đầu vào Bể
điều hịa Bể lắng sơ cấp Bể UASB Bể Sục khí Bể lắng thứ cấp Bể lắng khử trùng Nước thải đầu ra được thải ra cống thải
Bể chứa bùn dư Hồn lưu b ùn X Bể tro
Đảo hồi lưu bùn Bể lắng sơ bộ Lưu lượng kế Lưu lượng kế Tái sử du ïng Ống dẫn bùn Ống dẫn nước Ghi chú:
b/ Bể điều hịa
Nước thải từ bể lắng sơ bộ được bơm lên bể điều hịa để ổn định lưu lượng, dịng chảy, nồng độ các chất trong nước thải nhằm giảm tải lưu lượng, nhiệt độ và nồng độ các chất ơ nhiễm cho các cơng đoạn xử lý sinh học. Tại bể điều hịa, nước thải được sục khí bằng máy sục khí bề mặt và các ống tán nhiệt để điều hịa nồng độ các chất trong nước thải, tại đây, oxy được cung cấp để tạo ra sự xáo trộn hồn tồn nước thải trên tồn diện tích bể nước trước khi bơm lên bể lắng sau điều hịa, giúp cho đáy bể điều hịa khơng bị lắng cặn dẫn đến lên men hiếu khí gây mùi hơi thối. Đồng thời cũng làm giảm nhiệt độ của
nước thải trước khi nạp vào bể UASB. c/ Bể lắng sơ cấp
Nước thải sau khi đi qua bể lắng sơ bộ cịn chứa phần lớn các chất hữu cơ dễ hịa tan và một số chất rắn lơ lửng cịn sĩt lại, do đĩ, nước thải khi đến bể lắng sơ cấp sẽ được tiếp tục tách, lắng cặn trong nước thải thêm một lần nữa trước khi nạp vào bể UASB, nhằm giảm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải, nâng và ổn định pH trước khi nạp vào bể UASB để tăng hiệu suất xử lý của bể.
Ngồi ra, trong bể lắng sơ cấp cịn cĩ đồng hồ lưu lượng để kiểm sốt lưu lượng nước thải nạp vào bể UASB. Nếu đồng hồ chỉ thị khơng chính xác sẽ khơng đánh giá đúng tải lượng nước thải nạp vào bể UASB. Dẫn đến tình trạng bất ổn định cho hoạt động của bể (quá tải lượng hoặc tải lượng tăng giảm đột ngột gây sốc cho vi sinh vật) làm giảm hiệu suất xử lý của bể.
d/ Bể UASB
Ở bể xử lý sinh học cĩ hệ thống bơm hồi và ống trộn đều nước thải cũ và nước thải mới, giúp sự tiếp xúc giữa vi sinh vật và các chất hữu cơ, vơ cơ được tốt hơn. Tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Các vi sinh vật kỵ khí ở bể UASB phân hủy phần lớn các chất hữu cơ trong nước thải ( khoảng 60 – 85%). Đồng thời lượng khí CH4 sinh ra trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ được tách ra bằng cách thốt theo các tấm lợp lên máng và ra ống dẫn về bộ đốt.