Việc tính toán, thiết kế các phương án xây dựng, cải tạo dựa trên những tiêu chuẩn sau:
-Tiêu chuẩn ngành 20 TCN-51-84: Thoát nước mạng lưới bên ngoài và công trình-TCKT.
- Qui chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
- Quy chuẩn Việt Nam QCVN 25:2009/BTNMT (Cột B1) – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn.
- Quychuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 01 :2008/BXD – Quy hoạch| xây dựng.
- Quy chuẩn Việt Nam QCVN 07 :2010/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị.
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng hoạt động của nhà máy xử lý NRR Nam Sơn
3.1.1 Thành phần NRR đầu vào của nhà máy
NRR được thu gom, dẫn dòng từ các ô chôn lấp về hồ điều hòa, sau đó NRR được dẫn từ hồ điều hòa vào hệ thống xử lý của nhà máy. Đây là nguồn nước đầu vào chính của nhà máy. Thành phần của NRR đầu vào qua thời gian(từ tháng 12 năm 2017 đến tháng 5/2018) được thể hiện chi tiết dưới bảng 3.1.
Qua kết quả phân tích chúng tôi nhận thấy có một số vấn đề như sau:
- Toàn bộ các chỉ tiêu về kim loại(Cd, As, Cu, Zn, Tổng Cr, Pb) của nước rác đầu vào đều nằm trong giới hạn cho phép.
- Tuy nhiên, các chỉ số về BOD5, COD, Tổng N, NH4+ trong toàn bộ các đợt được lấy mẫu khảo sát đều vượt hàng chục lần.
- Từ những đánh giá sơ bộ ban đầu về chất lượng nước rác đầu vào của nhà máy để có những phương án phù hợp với mục đích cải tạo, nâng cấp các trạm, đặc biệt cần tập trung vào công tác làm giảm nồng độ COD, BOD5, Tổng N, NH4+ để đảm bảo chất lượng nguồn nước thải ra môi trường.
Bảng 3.1: Kết quả phân tích NRR tại hồ sinh học từ tháng 12/2017 tới tháng 5/2018 TT TÊN CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ KẾT QUẢ QCVN40:2011 /BTNMT/B NT NT-1 NT-2 NT-3 NT-4 NT-5 NT-7 NT-6 NT-8 NT-9
Ngày lấy mẫu 7/12/2017 20/12/2017 22/1/2018 3/2/2018 6/3/2018 20/3/2018 20/4/2018 3/4/2018 6/5/2018 20/5/2018
1 Cd mg/l 0.06 0,04 0,05 0,05 0,06 0,05 0,04 0,05 0,06 0,06 0,1 2 As mg/l 0,034 0,028 0,011 0,041 0,019 0,032 0,007 0,042 0,02 0,053 0,1 3 Cu mg/l 0,19 0,14 0,23 0,15 0,17 0,16 0,24 0,14 0,14 0,15 2 4 Zn mg/l 0,108 0,11 0,62 0,08 0,122 0,107 0,57 0,093 0,05 0,04 3 5 Tổng Cr mg/l <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 6 Pb mg/l 0,29 0,16 0,19 0,38 0,31 0,37 0,16 0,21 0,3 0,28 0,5 7 COD mg/l 3218 3838 3820 3879 3790 3451 3605 3312 3578 3611 150 8 BOD5 mg/l 1102 1801 1711 1792 1630 1562 1609 1551 1596 1795 50 9 Tổng N mg/l 1402 1369 1375 1361 1371 1373 1238 1366 1375 1369 40 10 NH4+ Mg/l 1085 1140 1003 1018 985 1015 978 969 1057 993 10
3.1.2. Hiện trạng vận hành của nhà máy
Công nghệ xử lý hiện đang được áp dụng tại nhà máy như sau:
Hình 3.1. Sơ đồ vận hành hiện tại của trạm
- Hai hệ được sử dụng chung phần chỉnh pH bằng vôi. Nước rỉ rác từ các hồ chứa được bơm vào bể trộn vôi tại đây nước thải được khuấy trộn với vôi cục bằng cánh gắp của máy gắp vôi và được sục khí để trộn đều để nâng pH lên mức 11,5-12.
- Nước thải sau đó tự chảy sang bể lắng cặn vôi và được chia làm hai đường tự chảy điều khiển lưu lượng bằng van tay sang hai bể:
+ Bể điều chỉnh pH để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 2 + Bể đệm 1, ngăn lắng để cấp nước thải cho tháp stripping hệ 1.
- Tại tháp Stripping, cùng với quá trình thổi khí để loại bỏ nito trong nước. - Nước sau khi loại bỏ một phần nito sẽ được đưa về mức 7,5-8 và sục khí khuấy trộn .
- Tiếp theo chuyển sang cụm công trình sinh học gồm có bể SBR, UASB và Aeroten (tùy theo trạm). Sau quá trình sinh học, nước sẽ được tách cặn và đưa vào thiết bị keo tụ tuyển nổi
Bể sục vôi Lắng cặn vôi Stripping
Selector Công trình sinh học Lắng Fenton Lắng Khử trùng bằng clo NướcthảiN ước thải VôibộtVôi bột
- Sau công trình sinh học, nước được xử lý tại nhóm bể xử lý oxy hóa tại đây nước thải được châm thêm các hóa chất H2SO4 để giảm pH xuống mức 2-3, H2O2, Fe2SO4 và khuấy trộn đều. Sau bể phản ứng oxy hóa nước thải được đưa sang bể chảy sang bể trung hòa để châm NaOH đưa pH về mức 7-7,5.
- Nước sau trung hòa được bơm lên thiết bị keo tụ & tuyển nổi Semultech. Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát.
- Cuối cùng nước được lọc than hoạt tính và khử trùng bằng Javen. Các tồn tại chính hiện tại của nhà máy là:
Hệ điều khiển: Các hạng mục trong hệ điều khiển như sensor pH, DO, bộ điều khiển, bơm định lượng đã xuống cấp hư hỏng dẫn đến việc vận hành không chính xác theo yêu cầu thiết kế nên cần kiểm tra, sửa chữa và thay mới. Việc vận hành bằng tay sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến sự chính xác của hệ thống.
Pha vôi:Hệ thống đầu vào dùng vôi có hàm lượng cặn lớn, thêm vào đó công đoạn lắng hoạt động không hiệu quảdẫn đến cặn vôi đi theo dòng nước thải vào các giai đoạn xử lý tiếp theovà làm giảm hiệu quả xử lý của các giai đoạn này.
Stripping:hệ thống phân phối nước và đệm đã bị hư hỏng và tắc nghẽn nên hiệu suất xử lý Nitơ không đạt được theo thiết kế ban đầu dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm đi vào giai đoạn tiếp theo là quá cao so với yêu cầu vận hành.
Aerotank và SBR: do nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải từ các giai đoạn xử lý trước không đạt cộng thêm lượng cặn vôi lớn dẫn đến hệ bể aerotank và SBR hoạt động không hiệu quả.Vi sinh hiếu khí có dấu hiệu chết, hệ thống phân phối khí không đều và không hiệu quả do đã bị bục.
Các hệ thống bơm nước thải: hiện đang hoạt động kém hiệu quả, đã được quấn lại động cơ nhiều lần.
Trạm Nam Sơn được xây dựng và nâng cấp, sửa chữa qua nhiềugiai đoạn khác nhau, vì vậy công nghệ xử lý chắp vá, thiếu đồng bộ.Ví dụ, như một phần được xử lý bằng UASB, một phần xử lý bằng SBR,… vì vậy người vận hành gặp nhiều khó khăn trong việc quản lý chất lượng nước đầu ra sau hệ thống xử lý. Trong bảng 4.8 thể hiện
kết quả xử lý với hai hệ khác nhau cho thấy chất lượng nước sau xử lý đều không đạt và có sự chênh lệch giữa 2 hệ.
Bảng 3.2.Kết quả phân tích nước đầu ra của 2 hệ thống xử lý
TT Tên chỉ
tiêu Đơn vị Phương Pháp
Kết quả QCVN 40:2011/ BTNMT/B QCVN 25:2009/BTNMT/B1 NT- 6.1 NT- 6.2
1 COD mg/l Hach method 8039 358 311 150 400
2 BOD5 mg/l TCVN 6001-1:2008 131 122 50 100
3 Tổng N mg/l TCVN 6638:2000 443 551 40 60
4 NH4+ mg/l TCVN 6179-1:1996 297 383 10 25
Ghi chú:QCVN 25:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
của bãi chôn lấp chất thải rắn.
QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
NT-6.1: Nước ra hệ 1 ngày 03/04/2018. NT-6.2: Nước ra hệ 2 ngày 03/04/2018.
Trên đây là sự khái quát lại những tồn tại chính hiện có của trạm, phần kế tiếp là sự liệt kê chi tiết các phần, bộ phận của toàn hệ thống đang gặp những sự cố, hỏng hóc kỹ thuật, cần phải có sự sửa chữa và cải tạo thích hợp.
3.1.2.1. Phần pha vôi nâng pH trước Stripping
- Hiện tại phần pha trộn vôi đang được dùng chung cho cả hai trạm với công suất 1500 m3/ngày đêm.
Lưu trình công nghệ:
- Nước rỉ rác từ các hồ chứa được bơm vào bể trộn vôi tại đây nước thải được khuấy trộn với vôi cục bằng cánh gắp của máy gắp vôi và được sục khí để trộn đều để nâng pH lên mức 11,5-12.
- Nước thải sau đó tự chảy sang bể lắng cặn vôi và được bơm lên bể pha vôi trạm 1 để tiếp tục lắng cặn vôi.
- Sau đó nước thải được chia làm hai đường tự chảy điều khiển lưu lượng bằng van tay sang hai bể:
+ Bể điều chỉnh pH để cấp nước thải cho tháp stripping trạm 2 + Bể đệm 1, ngăn lắng để cấp nước thải cho tháp stripping trạm 1.
Bảng 3.3. Bảng hiện trạng thiết bị phần CN pha vôi
Các hạng mục bể CN Thiết bị
Bể trộn vôi
KT: 22,1x6,5x3,38m
- 03 máy bơm để bơm nước thải từ hồ sinh học. Tuy nhiên, Các bơm NT đều đã cuốn lại nhiều lần. Hoạt động bằng Aptomat tại chỗ.
- Trong mẻ bơm trộn: nước thải và cặn vôi vẫn tràn sang ngăn lắng chỉ đến cuối mẻ dừng bơm và sục khí cặn vôi mới lắng lại trong bể này.
Bể lắng cặn vôi KT : 20x1,7x3,38m KT A03: 20x2x3,38m
- Bơm nước thải sau lắng: 01 cáiN=5,5Kw, Q=120m3/h, - Bơm bùn lắp chìm: 03 cáiN1=7,5Kw, N2=5,5Kw, N3=3,7Kw. 01 cái không hoạt động.
- Hiệu quả lắng cặn vôi quá thấp, phần lớn cặn vôi vẫn trôi về ngăn cuối để bơm sang bể tiếp theo nhất là khi ngăn cuối lại dùng bơm chìm.
Bể pha vôi KT: 12x5x1,3
- Ống HDPE ∅300 (tự chảy) thông sang cụm bể SCR và bể điều chỉnh pH trạm 1 - Ống PVC ∅110 (tự chảy có van) thông sang bể đệm 1 trạm 1 Sau GĐ2 được cải tạo thành bể lắng cặn vôi
Nhận xét: Nước đầu vào từ đường ống bơm trên mặt bể, hai ngăn được ngăn bằng vách ngăn chảy tràn trên mặt. Do đó dòng nước hầu như chảy tràn trên bề mặt hiệu suất lắng quá nhỏ.
Bể điều chỉnh pH KT: 12,3x4,5x4,5m
- Được cải tạo làm bể lắng cặn vôi nhưng lại đặt bơm chìm do đó không tác dụng. Hiện tại chỉ coi như 1 bể trung gian, quá lãng phí diện tích bể và điện năng cho bơm trung chuyển.
- Bơm NT chìm: 02 cái ( 1 cái hỏng)
N=5,5Kw, Q=50m3/h. Đường ống PVC∅110 đẩy về bể A05- GĐ2
- Thiết bị đo mức nước: hỏng
- Hệ đường ống phân phối khí: hỏng 02 bơm NT lên bể đệm 1 trạm 1: đã tháo Cụm bể 3(bể đệm 1), 4
(ngăn lắng). KT: 6,6x2,5x4,5m
- Được cải tạo thành bể lắng cặn vôi cuối trước stripping trạm 1
- Hệ đường ống phân phối nước và khí: đã hỏng. - Các sensor đo mức và pH: hỏng và tháo đi.
3.1.2.2. Phần Stripping khử Amoni A. Hệ 1: A. Hệ 1:
Lưu trình công nghệ: Nước rỉ rác từ hố gom 1 được bơm lên tháp stripping 1 trạm 1 sau đó tự chảy về hố gom 2 từ đây tiếp tục được bơm lên tháp stripping 2 trạm 1
Bảng 3.4. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN stripping trạm 1
Các hạng mục bể Thiết bị
Hố gom 1 KT: 2,5x2x4,5m
-Bơm NT: 01 cái;N=7,5Kw, Q=180m3/h, đã được cuốn lại nhiều lần
-Sensor báo mức và sensor pH: hỏng và đã tháo -Biến tần hỏng
Tháp Stripping 1 hệ 1 KT: DxH=3,8x11,5m
- Giàn phun không đều
- Gồm 10 tầng đệm nhựa nhưng 5 tầng dưới đã cũ, có dấu hiệu bị mục nứt.
Các hạng mục bể Thiết bị
giảm hiệu suất thổi khí.
- Có hiện tượng nước bắn ngược lên trên miệng tháp. Hố gom 2
KT: 2,5x2x4,5m
- Bơm NT lắp cạn: 01 cáiN=5,5Kw, Q=120m3/h - Sensor báo mức và sensor pH: hỏng và đã tháo - Biến tần hỏng
Tháp Stripping 2 hệ 1 KT: DxH=3,8x11,5m
- Giàn phun không đều
- Gồm 10 tầng đệm nhựa nhưng 9 tầng dưới đã được thay thế bằng đĩa inox ( Tấm inox 2 ly hình bán nguyệt kt bằng 2/3 đường kính đục lỗ ∅10 cách đều xếp so le giữa các tầng
- Quạt thổi khí: N=45Kw, P=0,05 bar, Q=45000-60000 m3/h Cũng có hiện tượng nước bị bắn ngược lên trên miệng tháp như tháp 1,
B.Hệ 2:
Lưu trình công nghệ: Nước rỉ rác từ hố bơm 1được bơm lên tháp stripping 1 hệ1 sau đó tự chảy về hố bơm 2 từ đây tiếp tục được bơm lên tháp stripping 2 hệ 2
Bảng 3.5. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN stripping hệ 2
Các hạng mục bể CN Thiết bị
Hố bơm 1 và hố bơm 2 KT: 5,8x3,5x3m
- Bơm NT lắp chìm: 01 cái
- N=7,5Kw, Q=180m3/h. Đã cũ, được sửa chữa nhiều lần - Ống hút PVC D110, ống đẩy PVC D110
- Sensor báo mức và sensor pH: hỏng 02 Tháp Stripping KT:
DxH=5x12,8m
- Tháp CT3 bọc composite cả trong lẫn ngoài công suất 50m3/h: tình trạng lớp composite ở ngoài đã bong tróc - Giàn phun đang tắc được tháo ra
- Gồm 10 tầng đệm nhựa gần như đã bị cặn vôi bít kín. - Quạt thổi khí: N=45Kw, P=0,05 bar, Q=45000-60000 m3/h, do đã cũ, nên hiệu suất hoạt động kém. Hay hỏng hóc.
3.1.2.3. Phần xử lý sinh học và hóa lý A. Hệ 1: A. Hệ 1:
Lưu trình công nghệ:
- Nước thải từ tháp stripping 2 tự chảy (ống PVC ∅110 chạy nổi) về bể điều chỉnh pH hay còn gọi là bể selector, tại đây nước thải được châm hóa chất H2SO4 để đưa pH về mức 7,5-8 và sục khí khuấy trộn.
- Nước thải sau đó tự chảy sang bể SBR bằng đường ống D150 rồi chảy sang ngăn lắng SBR bằng đường ống D300.
- Nước thải từ máng thu của ngăn lắng thứ cấp tự chảy sang bể xử lý oxy hóa (fenton) tại đây nước thải được châm thêm các hóa chất H2SO4 để giảm pH xuống mức 2-3, H2O2, Fe2SO4 và khuấy trộn đều. Sau bể phản ứng oxy hóa nước thải được đưa sang bể trung hòa để châm NaOH đưa pH về mức 7-7,5.
- Nước sau trung hòa được bơm lên tháp UASB (hiện tại cải tạo thành bể lắng đứng. Sau đó tiếp tục tự chảy sang thiết bị keo tụ & tuyển nổi (Semultech). Nước ra từ máng thu của thiết bị semultech chảy về bể lọc cát.
Bảng 3.6. Bảng hiện trạng và thiết bị phần CN sinh học và hóa lý hệ 1
Các hạng mục bể Thiết bị
Bể selector KT: 4,1x2x4m - Bơm định lượng axit OBL-Italia : 01 cáiN=0,3Kw, Q=320 l/h, P=7 bar. Tuy nhiên, vị trí lắp đặt không hợp lý, đặt khá xa điểm châm hóa chất(khoảng 50 m).
- Sensor pH: hỏng và đã tháo Bể SBR 1&2
KT: Mặt bể: 23,3x10,9m Đáy bể: 16,35x4,55m Hnước=5,5m; chiều cao dự trữ 1m
-Máy thổi khí : 04 cáiN=30Kw, Q=18m3/min, 01 cái không hoạt động
- Máy đo DO tự động: hỏng
-Van điện từ điều chỉnh lưu lượng khí: 12 cái, đa số hỏng còn 1 vài cái hoạt động
- Ống nước ra sang bể lắng thứ cấp Inox 304 D 150 ( đã bị rò rỉ )
Các hạng mục bể Thiết bị
thấm.
- Các túi phân phối khí không đều. Bể xử lý oxy hóa (Fenton)
KT: 4,1x1,5x4m
- Được cải tạo từ bể chứa nước thải đầu vào tạm thời từ năm 2008, nên không đáp ứng được yêu cầu về thể tích, làm giảm hiệu suất oxy hóa. Với 01 bơm định lượng axit dùng chung với bể selector và 02 máy bơm định lượng(FeSO4, H2O2) với Qtổng=440l/h. Tuy nhiên, vị trí đặt máy bơm lại quá xa(khoảng 40m) với điểm châm hóa chất. Nên khó kiểm soát khối lượng.
- Máy khuấy: trọn bộ động cơ - giảm tốc; 0,75Kw. Tốc độ 50-70 vòng/ phút: đang hỏng
- Sensor pH và sensor đo mức: hỏng và đã tháo Tháp UASB
KT: DxH=3,8x6,72m
- Hiện đã cải tạo thành bể lắng đứng
- Mặc dù cải tạo thành bể lắng đứng nhưng không có ống trung tâm cho dòng nước đi từ dưới lên và thu nước ở trên mà đường ống thu nước ra lại nằm dưới gần đáy côn