5. Kết cấu của đồ án
1.3.5. KCN Tân Tạo tại quận Bình Tân, thành phố Hồ Chí Minh
Hình 1.8: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải của KCN Tân Tạo
Mô tả quy trình công nghệ:
Nước thải từ các nhà máy trong khu công nghiệp đã qua xử lý sơ bộ đạt chỉ tiêu thông số thiết kế theo hệ thống ống dẫn vào trạm tăng áp. Sau đó được bơm vào bể gom và đi qua song chắn rác để loại bỏ rác có kích thước lớn. Tại đây có lắp đặt 4 bơm chìm, hoạt động theo chế độ tự động tùy vào lượng nước thải đổ vào
Nước thải từ các nhà máy (đã tiền xử lý) Bể gom Bể điều hòa Hệ điều chỉnh pH, NaOH, H2SO4 Bể bùn hoạt tính Bể tách bùn
Máng đo lưu lượng
Nguồn tiếp nhận Dinh dưỡng N/P Không khí Bể gom bùn Bùn hồi lưu Máy ép bùn Bánh bùn Thu gom xử lý
bể theo những thời điểm khác nhau (nếu mực nước chiếm 20 % bể thì 1 bơm sẽ hoạt động, 40 % bể thì 2 bơm sẽ hoạt động…) để bơm nước vào bể điều hòa.
Nước thải trước khi được bơm vào bể điều hòa được đi qua trống quay để loại bỏ những vật có kích thước nhỏ. Khi lưu lượng nước từ bể gom vào trống quay quá lớn thì một phần sẽ được tháo trực tiếp vào bể điều hòa.
Nước từ trống quay được đưa đến ngăn thứ nhất của bể điều hòa. Tại đây có lắp đặt một máy khuấy, hệ thống ống trích hóa chất (H2SO4 và NaOH), dinh dưỡng (Nitơ và Photpho) để tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Hệ thống bơm trích hóa chất và dinh dưỡng cùng với cánh khuấy sẽ hoạt động đồng thời theo bơm nước thải đặt tại bể gom, riêng bơm trích hóa chất còn được điều khiển với hệ pH - controller được cài đặt theo chế độ điều khiển tự động.
Nước sau khi khuấy trộn được chuyển sang ngăn thứ hai theo nguyên tắc bình thông nhau. Ngăn này có lắp đặt 2 máy sục khí bề mặt và 2 bơm chìm hoạt động luân phiên, tự động theo mực nước tại bể. Máy sục khí bề mặt có tác dụng khuấy trộn, cung cấp oxy và ngăn cản quá trình lắng.
Nước thải từ bể điều hòa được bơm vào bể aerotank. Không khí được cấp vào bể thông qua máy thổi khí hoạt động luân phiên và được phân phối đều trong bể nhờ hệ thống diffuser dạng xương cá đặt ở đáy bể. Trong quá trình hoạt động của bể, nước thải luôn được giám sát và khống chế các thông số như lưu lượng, pH, DO, nồng độ MLVSS… theo chế độ tự động. Sau thời gian lưu nước thích hợp, nước thải sẽ được bơm sang bể tách bùn nhờ 4 bơm chìm hoạt động luân phiên.
Có hai bể tách bùn tuyển nổi khí hòa tan, mỗi bể có lắp đặt 2 bơm cao áp hoạt động luân phiên. Nước từ bể sục khí được bơm qua mỗi bể nhờ 2 bơm chìm hoạt động luân phiên.
Hỗn hợp Nước - Bùn - Khí chảy ngược lên phía trên đồng thời tách pha, bùn nổi trên mặt nước sẽ được thu gom vào 4 máng gom bùn nhờ hệ thống cánh gạt bùn. Bùn sẽ được gom theo đường ống vào bể gom bùn.
Phần nước trong sau khi xử lý được dẫn qua máng đo lưu lượng và thải ra nguồn tiếp nhận.
Bùn tách ra tại bể tách bùn được thu gom vào bể thu bùn. Tại đây, một phần bùn được dẫn hồi lưu về bể aerotank và bể điều hòa, phần bùn dư còn lại được xử lý bằng máy ép băng tải. Bánh bùn sau khi ép sẽ được đơn vị có chức năng thu gom và xử lý
Hiệu quả xử lý: đạt QCVN 24:2009/BTNMT, Cột B. Công suất thiết kế: 6.000 m3/ngày.đêm.
CHƯƠNG 2 – LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 2.1. Cơ sở lựa chọn
Tính chất nước thải đầu vào: nồng độ chất hữu cơ cao, có màu, bốc mùi khó chịu, hàm lượng dầu mỡ cao.
Công suất thiết kế: 2.000 m3/ngày đêm.
Bảng 2.1: Tính chất nước thải đầu vào
Thông số Đơn vị Giá trị
Nhiệt độ oC 25 pH - 5-9 BOD5(20oC) mg/l 300 COD mg/l 500 SS mg/l 300 Tổng Nitơ mg/l 40 Tổng Photpho mg/l 12
Tiêu chuẩn yêu cầu nước thải đầu ra: cột A (QCVN 24:2009/BTNMT)
Bảng 2.2: Tiêu chuẩn nước thải đầu ra
Thông số Đơn vị QCVN 24:2009/BTNMT, Cột A Nhiệt độ oC 40 pH - 5,5-9 BOD mg/l 30 COD mg/l 50 SS mg/l 50 Tổng Nitơ mg/l 15 Tổng Photpho mg/l 4 Coliform MNP/100ml 3.000
2.2. Đề xuất công nghệXử lý sơ bộ bao gồm: Xử lý sơ bộ bao gồm:
Tách rác: trong nước thải chứa nhiều rác, xơ sợi,… vì vậy, yêu cầu đặt 01 thiết bị tách tác tự động để tách rác thô ra khỏi nước thải trước khi đưa vào hệ thống xử lý.
Bể tách dầu mỡ: do nước thải của cụm công nghiệp thường chứa một hàm lượng dầu mỡ cao. Nên bể tách dầu mỡ có nhiệm vụ giữ dầu mỡ lại trong bể trước khi dẫn vào hệ thống xử lý, để giảm khả năng bị ghẹt bơm, đường ống & giảm quá trình xử lý sinh học phía sau.
Bể điều hòa: điều hoà nước thải ổn định lưu lượng và nồng độ trước khi nước thải được bơm qua bể trộn & tạo bông
Xử lý bậc 1:
Xử lý hoá lý: sử dụng hoá chất keo tụ, tạo bông để khử phần lớn chất rắn lơ lửng (SS), các hợp chất hữu cơ, các chất độc hại và khử độ màu trong nước thải.
Xử lý bậc2:
Dựa trên cơ sở bảng phân tích mẫu nước thải trước xử lý cho thấy các chất bẩn trong nước thải của công ty phần lớn là các chất bẩn có khả năng phân huỷ sinh học. Nên việc chọn bể xử lý sinh học hiếu khí là công trình đơn vị xử lý bậc 2 là phương án khả thi.
Lắng: tách bùn vi sinh ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng trọng lực.
Xử lý bùn:
Bùn sinh ra từ bể lắng sẽ được định kỳ sẽ được bơm qua bể nén bùn trước khi qua máy ép bùn.
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải công nghiệp
Công suất: 2.000 m3/ngày.đêm.
NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
Nguồn tiếp nhận QCVN 24:2009/BTNMT (cột A) Hóa chất Bể tiếp nhận Bể sinh học hiếu khí (Aerotank) Bể lắng 2 Bể khử trùng Máy tách rác tự động Bể tách dầu mỡ Bể điều hòa Máy thổi khí
Bể trộn & tạo bông
Bể lắng 1 Máy thổi khí Máy ép bùn Bể nén bùn Thùng chứa rác Bùn khô Hóa chất
2.3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ Bể thu gom Bể thu gom
Nước thải từ quá trình sản xuất của các nhà máy, công ty trong cụm khu công nghiệp được dẫn về bể thu gom. Bể thu gom là công trình chuyển tiếp giữa điểm phát sinh nước thải và trạm xử lý. Bể thu gom có nhiệm vụ tiếp nhận, trung chuyển và tận dụng được cao trình của các công trình đơn vị phía sau. Nước thải từ bể thu gom được bơm nước thải bơm lên máy tách rác tự động trước khi đến bể tách mỡ + lắng cát.
Máy tách rác tự động
Máy tách rác có cấu tạo gồm một hoặc nhiều lược cào rác đồng thời có hai má cao su làm kín mương dẫn nước thải. Điều này cho phép toàn bộ dòng nước thải chảy vào máy tách rác và máy có thể hoạt động trong điều kiện mực nước của dòng chảy thay đổi. Lược cào rác hoạt động lên xuống liên tục cho phép tránh được hiện tượng tắc nghẽn của dòng chảy. Máy tách rác được thiết kế, chế tạo đồng bộ và kết cấu gọn nhẹ, cho phép lắp đặt nhanh chóng và có thể hoạt động độc lập với các hạng mục khác của hệ thống xử lý nước thải. Hầu hết các chi tiết cấu tạo của máy tách rác bằng thép không rỉ, cho phép hoạt động ổn định lâu dài trong những môi trường khắc nghiệt cũng như hoạt động liên tục theo thời gian.
Bể tách dầu mỡ
Do nước thải của cụm công nghiệp có chứa một hàm lượng dầu mỡ khá cao, nếu không có biện pháp xử lý thích hợp thì lượng dầu mỡ này sẽ ức chế hoạt động của các vi sinh vật trong nước. Do đó, nhiệm vụ của bể tách mỡ là tách và giữ dầu mỡ lại trong bể trước khi dẫn vào hệ thống xử lý, tránh nghẹt bơm, đường ống và làm giảm quá trình xử lý sinh học phía sau. Dầu mỡ tách ra định kỳ hút bỏ theo qui định.
Bể điều hòa
Bể điều hòa là nơi tập trung các nguồn nước thải thành một nguồn duy nhất và đồng thời để chứa cho hệ thống hoạt động liên tục.
Do tính chất của nước thải dao động theo thời gian trong ngày (phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như: nguồn thải và thời gian thải nước). Vì vậy, bể điều hòa là công trình đơn vị không thể thiếu trong bất kỳ một trạm xử lý nước thải nào.
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định và liên tục cho các công trình xử lý, tránh hiện tượng hệ thống xử lý bị quá tải. Đồng thời không khí cũng được sục liên tục vào bể qua hệ thống đĩa phân phối khí nhằm tránh quá trình yếm khí xảy ra dưới đáy bể điều hòa. Nước thải sau bể điều hòa được bơm lên bể trộn & tạo bông (đồng thời hóa chất keo tụ và hóa chất chỉnh pH được bơm định lượng bơm vào).
Bể trộn
Do tính chất của nước thải của cụm công nghiệp là nước thải sản xuất nên pH trong nước thường không ổn định. Vì vậy, để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải cần chỉnh pH để nâng cao pH trong nước lên mức cho phép. Ngoài ra, hóa chất keo tụ cũng được bơm vào bể. Tại bể, cánh khuấy được thiết kế với vận tốc khuấy phù hợp nhằm tạo ra dòng chảy xoáy rối khuấy trộn hoàn toàn hóa chất với dòng nước thải để cho quá trình phản ứng xảy ra nhanh hơn. Nước thải ở bể trộn tự chảy qua bể tạo bông (đồng thời hóa chất trợ keo tụ được bơm định lượng bơm vào).
Bể tạo bông
Nhờ cánh khuấy khuấy trộn chậm hóa chất tạo bông với dòng nước thải. Moteur cánh khuấy giúp cho trình hòa trộn giữa hóa chất với nước thải được hoàn toàn nhưng không phá vỡ sự kết dính giữa các bông cặn. Nhờ có chất trợ keo tụ bông mà các bông cặn hình thành kết dính với nhau tạo thành những bông cặn lớn hơn có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước nhiều lần nên rất dễ lắng xuống đáy bể
Hình 3.3 Cấu tạo bể lắng đứng. Mương thu nước Sàn công tác Bộ truyền động Máng răng cưa Vành chặn bọt nổi Cánh gạt bọt Ống thu nước sau lắng Ống trung tâm phân phối nước
Ngăn thu bọt nổi Ống thu bùn
Cánh gạt bùn Ống dẫn nước vào Đáy và tường bể beton
và tách ra khỏi dòng nước thải. Nước thải từ bể keo tụ bông tiếp tục tự chảy qua bể lắng 1.
Bể lắng 1
Nước thải từ bể tạo bông được dẫn vào ống phân phối nhằm phân phối đều trên toàn bộ mặt diện tích ngang ở đáy bể. Ống phân phối được thiết kế sao cho nước khi ra khỏi ống và đi lên với vận tốc chậm nhất (trong trạng thái tĩnh), khi đó các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn thắng được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy bể lắng. Hàm lượng cặn (SS) trong nước thải ra khỏi thiết bị lắng giảm 60 - 55%. Cặn lắng ở đáy bể lắng được bơm định kỳ đến bể nén bùn.
Một số bông cặn và bọt khí nước không lắng xuống đáy bể mà sẽ nổi lên trên mặt nước. Nhờ có hệ thống đập thu nước và chắn bọt mà các bông cặn và bọt khí không theo nước ra ngoài được. Các bông cặn và bọt khí được giữ ở mặt nước và được xả ngoài qua qua hệ thống phểu thu bọt đến bể nén bùn.
Hình 2.2: Cấu tạo bể lắng
Nước thải sau khi lắng các bông cặn sẽ qua máng thu nước và được dẫn qua bể sinh học hiếu khí (Aerotank).
Bể sinh học hiếu khí (Aerotank)
Là công trình thiết kế cho xử lý nước thải bậc hai. Nó cũng có khả năng xử lý được cả Nitơ và Phospho. Các vi sinh hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng do tác động của bọt khí. Trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi sinh vật cư trú, sinh ản và phát triển thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các hợp chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú của vô số các vi khuẩn và các vi sinh vật khác. Các vi khuẩn và si sinh vật sống dùng chất nềnlà BOD và chất dinh dưỡng (N,P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành những hợp chất đơn giản hơn như CO2, H2O và một phần tạo thành tế bào mới. Dưỡng khí oxy được cung cấp vào để duy trì hoạt động của vi sinh vật, quá trinh trao đổi chất. Sau đó, nước thải tiếp tục tự chảy qua bể lắng 2.
Bể lắng II
Nhiệm vụ: lắng các bông bùn vi sinh từ quá trình sinh học và tách các bông bùn này ra khỏi nước thải.
Nước thải từ bể lọc sinh học được dẫn vào ống phân phối nhằm phân phối đều trên toàn bộ mặt diện tích ngang ở đáy bể. Ống phân phối được thiết kế sao cho nước khi ra khỏi ống và đi lên với vận tốc chậm nhất (trong trạng thái tĩnh). Khi đó, các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn thắng được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy bể lắng. Bùn dư lắng ở đáy bể lắng được tập trung về giữa đáy và một phần được bơm tuần hoàn về bể sinh học hiếu khí (Aerotank) để đảm bảo lượng bùn hoạt tính trong bể luôn duy trì từ 2.500 mg/l ÷ 4.000 mg/l, phần phần bùn dư sẽ được bơm qua bể nén bùn trước khi qua máy ép bùn.
Nước thải sau khi lắng các bông bùn sẽ qua máng thu nước và được dẫn qua bể khử trùng.
Bể khử trùng
Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 106 – 108 vi khuẩn trong 100 ml, hầu hết các loại vi khuẩn này tồn tại trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh, nhưng cũng không loại trừ một số loài vi khuẩn có khả năng gây bệnh.
Khi cho Chlorine vào nước, dưới tác dụng chảy rối do cấu tạo vách ngăn của bể và hóa chất Chlorine có tính oxi hóa mạnh sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào vi sinh vật làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn nguồn xả: QCVN 24:2009/BTNMT, cột A.
Bể nén bùn
Do hàm lượng nước chứa trong bùn cao nên bùn sẽ được bơm qua bể nén bùn nhằm tách một phần lớn nước trong bùn trước khi qua máy ép bùn. Phần nước dư sau bể nén bùn có chất lượng nước thấp nên được đưa trở lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý.
Máy ép bùn
Máy ép bùn được sử dụng để ép ráo bùn trước khi được đơn vị thu gom đến thu gom thải bỏ đúng theo quy định.
CHƯƠNG 3 – TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1. Song chắn rác3.1.1. Nhiệm vụ 3.1.1. Nhiệm vụ
Đặt trước hố thu gom nước thải từ các đường ống nhằm loại bỏ các loại rác thô: cành cây, lá cây, giấy, ra cỏ,...
3.1.2. Tính toán
Song chắn rác có thể đặt vuông góc so với phương nằm ngang hoặc nghiêng 45o – 60o so với phương thẳng đứng. Thường được cấu tạo bằng thép. Khe hở 5 – 10 mm.
Kích thước mương đặt song chắn rác
Vận tốc nước trong mương: chọn v = 0,5 m/s. Chọn kích thước mương B x H = 0,6 m x 0,7 m. Chiều cao lớp nước trong mương:
m . . , B v Q h h 014 6 0 5 0 3600 150 3600