SƠ BỘ THIẾT KẾ MỚI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT GIẤY CHO CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY VĨNH HUÊ
V.1. xuất công nghệ xử lý
Dựa trên mức độ làm sạch và lưu lượng của công ty sản xuất giấy , hai bước xử lý cần thiết được lựa chọn như sau :
- Bước 1 : Xử lý sinh học hiếu khí với công trình đơn vị là bể bùn hoạt tính (Unitank). Đây là loại bể cho hiệu suất xử lý khá cao.
Unitank là công nghệ hiếu khí xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, quá trình xử lý liên tục và hoạt động theo chu kỳ . Nhờ quá trình điều khiển linh hoạt cho phép thiết lập chế độ xử lý phù hợp với tính chất nước thải đầu vào cũng như mở rộng chức năng khử Phốtpho và Nitơ khi cần thiết .
Phương pháp xử lý hiếu khísử dụng bùn hoạt tính để oxy hoá các hợp chất hữu cơ gây bẩn trong nước thải thành các chất vô hại H2O và CO2. Việc thiết kế hệ thống UNITANK dựa trên một loạt những nguyên tắc và qui luật riêng , khác với các hệ xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính thông thường .
Về cấu trúc , UNITANK là một khối bể hình chữ nhật được chia thành các khoang thông với nhau qua bức tường chung . Mỗi khoang được lắp một thiết bị sục khí . Hai khoang ngoài có thêm hệ thống máng trào nhằm thực hiện cả hai chức năng vừa là bể aerotank vừa là bể lắng . Nước thải được thiết kế đưa vào từng khoang . Nước thải đã xử lý theo máng trào ra ngoài , bùn sinh học dư cũng được đưa ra khỏi hệ từ hai khoang ngoài.
Sơ đồ 88. Sơ đồ hoạt động của hệ thống Unitank. NƯỚC SAU XỬ LÝ KHÍ NƯỚC THẢI BÙN DƯ B A C
Mỗi chu kỳ được chia làm hai pha chính nối tiếp nhau bởi hai pha phụ ngắn cho phép quá trình xử lý được liên tục mà không cần đến bể lắng riêng và hồi lưu bùn vào bể aerotank
o Pha chính thứ nhất :
Nước thải được đưa vào ngăn bên trái ngoài cùng (ngăn A), lúc này đang được sục khí. Nước thải mới vào được trộn lẫn với bùn hoạt tính. Các hợp chất hữu cơ – tác nhân gây bẩn trong nước thải – bị hấp thụ và bị phá vỡ một phần bởi bùn hoạt tính (quá trình tích lũy). Từ ngăn A hỗn hợp bùn nước liên tục chảy vào ngăn B cũng đang được sục khí. Tại đây vi sinh vật sử dụng nguồn oxy được cung cấp thực hiện chức năng oxy hóa, tiếp tục phá hủy tiếp các chất hữu cơ đã được đưa vào và bị hấp thụ ở ngăn A (quá trình tái sinh). Cuối cùng hỗn hợp bùn nước chảy sang ngăn C. Lúc này ngăn C không được sục khí cũng không khuấy trộn, tạo điều kiện yên tĩnh cho bùn sa lắng dưới tác dụng của trọng lực. Từ ngăn C nước thải đã xử lý
qua máng trào xả vào nguồn tiếp nhận, bùn dư cũng được lấy ra từ đây.
o Pha chính thứ hai :
Tương tự như pha chính thứ nhất nhưng theo chiều ngược lại. Nước thải được đưa vào ngăn C đang sục khí (quá trình tích lũy) và chảy sang ngăn B liên tục sục khí (quá trình tái sinh) rồi vào ngăn A. Lúc này ngăn A giữ vai trò bể lắng, không có sục khí cũng không khuấy trộn. Từ ngăn A nước sau xử lý qua máng trào xả vào nguồn tiếp nhận, bùn dư cũng được lấy từ đây .
o Sau mỗi pha chính là một pha phụ ngắn
Khi kết thúc pha chính thứ nhất là bắt đầu pha phụ thứ nhất. Lúc này nước thải được đưa vào ngăn B, luôn luôn sục khí. Ngăn A và C ở trạng thái tĩnh. Bùn hoạt tính trong ngăn A lắng dần do trọng lực chuẩn bị cho quá trình tách nước thải đã xử lý qua máng trào xả ra ngoài và hút bùn dư từ ngăn A ra. Lúc này ngăn C vẫn giữ chức năng lắng bùn và xả nước thải đã xử lý trong chu kỳ chính thứ nhất. Tiếp theo pha phụ thứ nhất là pha chính thứ hai và pha phụ thứ hai sau đó sẽ kết thúc một chu kỳ. Trong pha phụ thứ hai nước thải cũng được đưa vào ngăn giữa B, luôn luôn được sục khí. Ngăn C và ngăn A ở trạng thái tĩnh. Các quá trình xẩy ra y hệt như trong pha phụ thứ nhất với chiều ngược lại.
Trên đây là mô tả hoạt động của một chu kỳ. Quá trình xử lý nước thải được thực hiện bằng các chu kỳ nối tiếp nhau được điều kiển tự động theo chương trình. Thời gian của các chu kỳ chính và chu kỳ phụ được tính toán và chương trình hóa dựa vào lưu lượng, tính chất nước thải đầu vào và các yêu cầu chất lượng nước thải đã xử lý đầu ra.
Các ưu điểm của Unitank
Cấu trúc chắc gọn , là một khối bê tông liền nhau, chi phí xây dựng và vật liệu giảm. Tổng diện tích mặt bằng cho xây dựng chỉ cần khoảng 50%so với công nghệ bùn hoạt tính thông thường. Trong điều kiện khan hiếm đất hiện nay tại các khu dân cư và nhà máy thì đây là một trong những ưu điểm nổi bật của Unitank. Qui trình xử lý linh hoạt theo chương trình và có thể điều chỉnh nên rất phù hợp với các loại nước thải có tính chất đầu vào hay thay đổi
Unitank có cấu trúc modun nên rất dễ dàng nâng công suất bằng cách ghép các modun liền nhau , tận dụng phần xây dựng đã có .
Kết cấu tối ưu cho phép dễ dàng mở rộng chức năng khử Phospho và Nitơ khi cần thiết.
Unitank vận hành hoàn toàn tự động đảm bảo chất lượng ổn định của nước thải đã xử lýdẫn đến chi phí vận hành thấp.
Công nghệ Unitank kết hợp chức năng oxy hóa và sa lắng tách bùn trong cùng một bể aerotank nên không cần công đoạn hồi lưu bùn, giảm gọn phần đường ống và bơm hồi lưu .
Có thể áp dụng đối với lưu lượng nước thải biến đổi theo giờ trong ngày.
- Bước 2 : Xử lý hóa lý với công trình đơn vị là bể phản ứng xoáy kết hợp bể lắng đứng và bể lọc ly áp lực.
Sơ đồ 8. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sản xuất giấy – công suất 750m3/ngày.
Thuyết minh quy trình công nghệ
- Nước thải từ hệ thống cống đi vào Bể điều hoà. Bể này gồm có 4 ngăn thông nhau giữ vai trò điều hoà lưu lượng nước thải trước khi nước thải được bơm sang các công trình xử lý kế tiếp. Các ngăn trong bể có thể định kỳ tháo nước (từng ngăn) để làm vệ sinh và thu gom bột giấy có thể sử dụng tiếp trong sản xuất giấy.
- Từ bể thu gom nưởc thải được đưa lên Bể lắng sơ bộ (bể lắng đợt 1) nhờ
bơm chìm đặt ở bể điều hoà. Tại bể lắng, một phần cặn có kích thước lớn sẽ lắng xuống và được giữ lại tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý sinh
Cặn Bể lọc áp lực Nước thải Bùn dư Bể điều hoà Bể lắng đợt 1 Bể xử lý sinh học Unitank Bổ sung dinh dưỡng
Bể trộn đứng Chất keo tụ Bể lắng đợt 2 Nguồn tiếp nhận Sân phơibùn Bùn cặn lắng Bể chứa trung gian
- Nước thải sau khi qua bể lắng đợt 1 sẽ được dẫn trực tiếp đến bể bùn hoạt tính (Unitank ). Trong bể bùn hoạt tính diễn ra các quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải dưới sự tham gia của các sinh vật hiếu khí. Vi sinh vật hiếu khí sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ dạng keo hay hòa tan trong nước để sinh trưởng. Vi sinh vật phát triển thành thể dạng bông bùn dễ lắng gọi là bùn hoạt tính. Khi vi sinh vật phát triển mạnh, sinh khối tăng tạo thành bùn hoạt tính dư. Hàm lượng bùn hoạt tính nên duy trì ở nồng độ MLSS = 2500 – 4000 mg/l.
- Nước thải (sau xử lý sinh học) vẫn còn mang nhiều cặn không phân hủy sinh học được, vì vậy nước thải sẽ từ bể chứa trung gian được đưa đến bể trộn đứng cùng với dung dịch phèn sắt FeCl3 và chất keo tụ (polyme của đơn phân acrylamit)
- Nước từ bể trộn đứng theo máng dẫn vào ống trung tâm của bể lắng đợt 2 (bể phản ứng xoáy hình trụ). Do độ chênh của mực nước ở trong máng dẫn và trong bể mà khi nước xối vào bể thì không khí cũng được cuốn theo (làm thoáng tự nhiên). Quá trình keo tụ và oxy hóa được thực hiện ở trong bể phản ứng xoáy hình trụ. Từ đó nước thải chuyển qua vùng lắng của bể lắng đợt 2, các cặn thải được giữ lại và phần nước trong tràn vào máng thu ở chu vi bể và dẫn ra ngoài.
- Do quá trình lắng có sử dụng chất keo tụ, nên sau bể lắng đợt 2, sử dụng một bể lọc áp lực với 2 lớp vật liệu là than hoạt tính và cát thạch anh để tách các cặn lơ lửng trong nước thải.
- Cặn từ bể lắng sơ bộ, bùn dư xả ra từ Unitank và bể lắng được bơm ra sân phơi bùn.