Đây là phương pháp sử dụng các chất oxy hóa để làm sạch nước thải như: clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxit clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kalli, bicromat kali, peoxythydro (H2 02), oxy của không khí, ozon, pyrohmt (Mn02).
Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các
chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tôn một lượng lớn các tác
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khôi của chúng được tăng lên.
Công trình xử lý sinh học được chia làm 2 nhóm: xử lý trong điều kiện tự nhiên và xử lý trong điều kiện nhân tạo
4.1.4.1 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên.
1) Hồ sinh học
Hồ sinh học hay còn gọi là oxy hóa hoặc hồ ổn định. Đó là một chuỗi gồm từ 3-5 hồ. Nước thải chảy qua hệ thông hồ trên với vận tốc không kớn. Các vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra trong quá trình quang hợp của tảo và oxy được hấp thụ từ không khí để phân hủy các chất hữu cơ. Tảo sử dụng C02, NH4+, photphat được giải phóng ra trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ để thực hiện quá trình quang hợp. Để hồ sinh học làm việc bình thường cần duy trì pH và nhiệt độ ở giá trị tôi ưu.
Trong điều kiện tự nhiên, gió và nhiệt độ là những yếu tô quan trọng ảnh hưởng tới mức độ khuấy trộn nước trong hồ. Vì quá trình quang hợp chỉ xảy ra ở độ sâu 150-300 mm dưới bề mặt thoáng của nước, do đó nếu không có khuấy trộn phần lớn nước trong hồ nằm trong vùng tốì. Chiều sâu tốì thiểu của nước trong hồ là 0,6 m để phòng ngừa sự phát triển của các loài thực vật có rễ. Chiều sâu tôi đa là 1,5 m để phòng ngừa vân đề mùi do quá trình yếm khí gây ra.
2) Cánh đồng tưởi và bãi lọc
Cánh đồng tưới và bãi lọc là những lô đất được san phẳng hoặc dốc không đáng kể, được ngăn cách bằng những bờ đất. Nước thải được phân phôi vào nhờ hệ thông mạng lưới tưới. Mạng lưới tưới bao gồm: mương chính, mương phân phôi, và hệ thông mạng lưới tưới trong các ô.
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨC CẢNH SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
Tính toán thiết kế hệ thông XLNT Công Ty cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thông sx mới)
mặt, các vi sinh vật hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống, lượng oxy càng ít và quá trình oxy hóa các chất hữu có nhiễm bẩn giảm dần. Cuối cùng đến độ sâu ở đó chỉ diễn ra quá trình khử Nitrat. Quá
trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu tới l,5m. Vì vậy, các cánh đồng tưới và bãi lọc chỉ được xây dựng ở những nơi có mực nước nguồn thấp hơn l,5m so với mặt đất.
4.1.4.2 Công trình xử lý nhân tạo.
1) Phương pháp xử lý hiếu khí
Đây là phương pháp xử lý sinh học sử dụng các vi sinh vật kiếu khí sinh trưởng ở dạng lơ lửng (bể Aeroten), hoặc ở dạng bám dính (bể lọc sinh học).
a. Bể Aeroten.
Đây là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính có dạng bông màu vàng nâu dể lắng có kích thước từ 3-5 micromet. Những bông này gồm những vi sinh vật sông và chất rắn (40%). Khí được cấp hên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các
chất hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật sông dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để sinh trưởng, tăng sinh khôi và kết thành bông bùn.
Sô" lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể của lượng nước thải không đủ làm giảm nhanh các châ"t hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2 bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aeroten để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý.
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
Trong bể lọc sinh học vi sinh vật sinh trưởng cô định trên lớp màng bám trên lớp vật liệu lọc. Thường nước thải được tưới từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc bằng đá hoặc các vật liệu khác nhau, vì vậy người ta còn gọi hệ thông này là bể lọc nhỏ giọt. Khi nước thải được phun đều lên lớp đệm tạo ra lớp màng nhớt gọi là màng sinh học. Màng sinh học gồm các vi khuẩn, nâm và động vật bậc thấp được nạp vào hệ thông cùng với nước thải. Mặc dù lớp màng này rất mỏng song cũng có 2 lớp: lớp yếm ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngoài. Do đó quá trình lọc sinh học thường được xem như là quá trình hiếu khí nhưng thực chất là hệ thông vi sinh vật hiếu-yếm khí. Khi dòng nước thải chảy trùm lên lớp màng này, các chất hữu cơ được vi sinh vật chiết ra còn sản phẩm của quá trình trao đổi chất (CO2 ) sẽ được thải ra qua màng. Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ, phần để sinh ra năng lượng cần thiết cho sự sông và hoạt động, một phần để xây dựng tế bào. Như vậy một phần các chất bẩn hữu cơ bị loại khỏi nước thải, mặt khác khôi lượng màng sinh học trên lớp vật liệu lọc đồng thời cũng tăng lên. Khi độ dày của màng tăng, các chất hữu cơ trong nước thải được chuyển hóa trước khi nó tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu. Kết quả vi sinh vật gần bề mặt vật liệu phải hô hâp nội bào do không có nguồn chất dinh dưỡng thích hợp và do đó mất khả năng bám dính. Sau đó màng này bị rửa trôi, màng mới được hình thành.
2) Phương pháp xử lý kỵ khí
Đây là phương pháp xử lý sinh học sử dụng các vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí để tách các chất hữu cơ có trong nước thải.
a.Bể UASB
Đây là bể sinh học kỵ khí hoạt động theo nguyên tắc nước thải được đưa trực tiếp vào từ đáy bể và được phân phôi đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó.
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
Khử trùng Làm phân bón Sấy khô
Tính toán thiết kế hệ thông XLNT Công Ty cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thông sx mới)
Nước thải sau khi điều chỉnh pH được phân phôi đều từ dưới bể lên, khi nước thải tiếp xúc với các hạt cặn lơ lửng trong bể sẽ xảy ra những phản ứng sinh hóa và phần lớn chât hữu cơ chuyển thành khí. Khí thoát lên trên và cặn lắng xuống. Nước trong được chuyển lên trên và tập trung vào máng chuyển ra ngoài.
* Ưu điểm của bể
- Sinh ra ít bùn và không cần thiết bị thông khí
- Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp
- Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí mêtan.
* Nhược điểm của bể
- Phân hủy không triệt để chất hữu cơ trong nước thải
- Nhiệt độ cao
b. Bể lọc kỵ khí
Bể lọc kỵ khí là cột chứa đầy vật liệu trơ là giá thể cô định cho vi sinh vật kỵ khí sông bám dính trên bề mặt. Giá thể có thể là đá, sỏi, than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vòng sứ ... Dòng nước thải được phân bô" đều, đi từ dưới lên, tiếp xúc với màng
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
39 Tính toán thiết kế hệ thông XLNT Công Ty cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thông sx mới)
Để khắc phục nhược điểm này, người ta dùng vật liệu nhựa tổng hợp có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao làm giá thể thay cho sỏi đá. Bên cạnh đó, kiểm tra định kỳ và loại bỏ chất rắn không bám dính bằng cách xả đáy bể và rửa ngược.
4.1.5 Xử lý bùn cặn
Khi xử lý bước thải sẽ tạo ra nhiều bùn cặn, chúng cần được giảm khôi lượng để giảm sự nhiễm bẩn môi trường. Sô" lượng, tính chất hóa lý của bùn cặn phụ thuộc vào loại nước thải ban đầu và phương pháp xử lý. Các bùn cặn trên được chia thành 3 nhóm: bùn cặn vô cơ, bùn cặn hữu cơ, bùn cặn hỗn hợp chứa cả chât vô cơ và hữu cơ. Trong bùn cặn, nước tự do chiếm 60-65%, nước liên kết khoảng 30-35%, nước tự do có thể tách ra khỏi bùn cặn một cách dễ dàng còn nước liên kết-ẩm, nước lên kết keo và hút nước khó tách hơn nhiều.
Sấy khô Làm phán bón- Tách nước Đốt Chõn lấp tro Ư phân (composting) Sử dụng làm chất điều hòa đất Hình 3. Sơ đồ các phương án xử lý bùn GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP xử LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIÂY HIỆN NAY.
Các phương pháp xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm nước của ngành giấy bao gồm lắng, đông keo tụ hóa học và phương pháp sinh học.
4.2.1 Phương pháp lắng.
Phương pháp này dùng để tách các chất rắn dạng bột hay xơ sợi, trước hết đôi với dòng thải từ công đoạn nghiền và xeo giấy. Với mục đích thu hồi lại xơ sợi, bột giấy thì thường dùng thiết bị lắng hình phễu. Trong quá trình lắng cần phải tính toán thời gian lưu thích hợp vì với thời gian lưu dài dễ có hiện tượng phân hủy yếm khí, khi bùn lắng không được lấy ra thường xuyên. Để nước thải loại này lắng được tốt và tạo điều kiện các hạt liên kết với nhau tạo thành bông cặn dễ lắng, người ta thường tính toán với tải trọng bề mặt từ 1-2 m3/m2.h (lưu lượng dòng thải tính cho 1 đơn vị bề mặt lắng của bể trong một đơn vị thời gian). Để giảm thời gian lưu trong bể lắng, nâng cao hiệu suất lắng người ta có thể thổi khí nén vào bể lắng. Loại bể lắng - tuyển nổi này thường có tải trọng bề mặt 5-10 m3/m2.h.
4.2.2 Phương pháp đông keo tụ hóa học.
Phương pháp này dùng để xử lý các hạt rắn ở dạng lơ lửng, một phần chất hữu cơ hòa tan, hợp chất photpho, một sô" châ"t độc và khử màu. Phương pháp này có thể xử lý trước hoặc sau xử lý sinh học. Các châ"t keo tụ thông thường là phèn sắt, phèn
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
Tính toán thiết kế hệ thông XLNT Công Ty cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thông sx mới)
nhôm và vôi. Các chất polime dùng để trợ keo và tăng tốc quá trình lắng. Đôi với mỗi loại phèn cần điều chỉnh pH của nước thải ở giá trị thích hợp, chẳng hạn như phèn nhôm pH từ 5-7, phèn sắt pH từ 5-11 và dùng vôi thì pH >11.
4.2.3 Phương pháp sinh học.
Nước thải của công nghiệp giấy và bột giấy có tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao, đặc biệt có chứa hàm lượng các hợp chất ở dong thải của xí nghiệp. Các hợp chất của lignin là những chất không có khả năng phân hủy hiếu khí và phân hủy kỵ khí rất chậm. Do đó trước khi đưa nước thải vào xử lý sinh học thì dịch đen của quá trình sản xuất bột giấy cần được xử lý sinh học thì dịch đen của quá trình sản xuất bột giấy cần được xử lý cục bộ để tách lignin.
Trong nước thải của sản xuất giấy và bột giấy có hàm lượng các hợp chất cacbonhydrat cao, là những chất dễ phân hủy sinh học nhưng lại thiếu nitơ và photpho là những chất dinh dưỡng, đảm bảo tỷ lệ cho quá trình hiếu khí BOD5 : N : p là 100:5:1; đối với quá trình kỵ khí BOD5 : N : p = 100 : 3 : 0.5.
Đặc tính nước thải ngành giấy thường có tỷ lệ BOD5 : COD < 0.55 và hàm lượng
4.3 MỘT SÔ Sơ Đồ HỆ THỐNG xử LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY ĐƯỢC ÁP DỤNG HIỆN NAY.
Hình 4. Sư đồ hệ thông xử lý nước thải sản xuất giấy của công ty Roemond Hà Lan
Trạm bơm
Sàng quay
Tính toán thiết kế hệ thông XLNT Công Ty cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thông sx mới)
Hình 5. Sơ đồ hệ thông xử lý nước thải công nghiệp giây Eerbecb
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn đầu ra (TCVN 5945- Mtóc thải
Song chắn rác Bể trộn Bể phản ứng
Nguồn tiếp nhận
Hình 6. Dây chuyền xử lý nước thải tại công ty giây Hòa Phương
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
45
Nước thải nấu Niỉớc thài xeo
Bể điều hòa
Bể lắng bột giấy
Bể thu hồi bột giấy
Nguồn tiếp nhận
Bể nén bùn
Hình 6. Dây chuyền xử lý nước thải tại nhà máy giấy Xuân Đức
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
46
CHƯƠNG 5
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN xử LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY GIẤY AN BÌNH
5.1 CÁC THÔNG SÔ ĐỀ XƯẤT TRONG PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CỦA CÔNG TY.
Cơ SỞ để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho công ty:
- Dựa vào lưu lượng, thành phần tính chất nước thải
- Dựa vào tiêu chuẩn thải ra nguồn
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
Tính toán thiết kế hệ thông XLNT Công Ty cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thông sx mới)
5.2 ĐỀ XUẤT
CÔNG NGHỆ.
Polyme
Khí -
: Đường dẫn nước thải
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
5.3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.
Nước thải từ quá trình xeo giấy bên trong khu vực sản xuất sẽ được thu gom dẫn về bể thu gom. Từ bể thu gom nước thải sẽ được bơm lên hệ thông sàn nghiêng thu hồi bột giấy, phần bột giấy sẽ được thu hồi bằng hệ thông riêng của công ty, phần nước thải sẽ chảy vào bể điều hòa. Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm vào hệ thông tuyển nổi để tách các cặn lơ lửng có kích thước nhỏ ra khỏi nước thải,hệ thông tuyển nổi là hệ thông gồm các hạng mục: Bể tuyển nổi, Bồn tạo áp, hệ thông gạt bọt, máy nén khí và phụ kiện khác. Ngoài ra để tăng hiệu quả xử lý chất thải rắn lơ lửng, có sử dụng thêm chất trợ tuyển nổi polymer. Tại bể tuyển nổi phần bọt bên trên sẽ được hệ thông gạt bọt gạt vào bể chứa bùn, phần nước trong sẽ chảy qua bể Aerotank, sau khi qua bể Aerotank, nước thải được bơm qua bể lắng II, nước thải sau bể lắng II sẽ đi vào bể chứa nước sau xử lý để tái sử dụng lại, bùn từ bể lắng II một phần được tuần hoàn vào bể Aerotank, phần bùn dư được đưa về bể nén bùn.
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
49
CHƯƠNG 6
TÍNH TOÁN THIẾT KÊ
* Xác đinh lưu lương tính toán:
- Lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm: Qtbng = 4320 m3/ngày Bảng7. Hệ sô không điều hòa (4)
Với Qtbs = 500 1/s - K= 1.25
- Lưu lượng lớn nhất giờ: Qh
max = Qhtb X K = 180 mVh * 1.25
= 225 m3/h
- Lưu lượng lớn nhất giây: Qs
max = Qs
tbX K = 0.5 m3/s * 1.25
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
50 + Chiều cao bảo vệ : hbv = 0.5 m
-*• Chiều cao xây dựng của bể: H = h + hbv = 2,5 (m)
Diên tích bề măt của bể:
Bảng 8. Kích thước xây dựng bế thu gom
6.2 SÀN NGHIÊNG THU Hồi BỘT GIAY.
Thể tích bể:
w = Qh
m« X t
t: thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 1,4 phút
- w = 225x 1, 4 = 5,25 (m3)
60
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
51
Bảng 9. Kích thước xây dựng sàn nghiêng
Đườns kính ấn2 dẫn nước sam! bể điều hòa:
Vận tốc nước thải đi trong ông đẩy của bơm từ vđ = l,5-2,5m/s, và trong
Khi Vh = 0,8(m/s), ta có dh = 0,28m
Khi vđ = 1,5(m/s), dđ = 0,2 ĩ m vđ = 2,5(m/s), dđ = 0,16m
Trong thực tê đường kính ông hút bằng đường kính ông đẩy nên ta chọn 210 mm thỏa mãn vận tốc dòng chảy nằm trong khoảng vd = vh =l,5m/s.
V = 4 Q
4x180
7rD2 3,14X0,222
X3600
= 1,3m (thỏa)
Tính và chon bơm nước thải sang bể điều hòa:
GVHD: PGS.TS NGUYÊN ĐỨCCẢNH
SVTH : NGÔ THỊ KIM HUỆ
Tính toán thiết kế hệ thông XLNT Công Ty cổ Phần Giấy An Bình (Hệ thông sx mới)
p -P
H = -2---+ H0+ A H
p g
Trong đó:
H: tổng áp suất khi bơm chạy tính theo m cột chất lỏng
P] và p2: áp suất trên bề mặt chất lỏng khoảng hút và khoảng đẩy